赵民建[1]2003年在《多波段、多速率、多模式软件无线电接收技术研究》文中认为随着无线通信技术和服务需求的飞速发展，无论在军用还是民用无线通信领域，各个系统的兼容性、可升级性、自适应性问题突出。针对这些问题，J. Mitola提出了的射频信号数字化、软件化处理的思想，即软件无线电技术，成为解决上述问题的有效途径。软件无线电思想经过几年的发展，目前研究者认为，不仅要对调制解调进行数字化、软件化处理，还需要从系统的角度来重新构建整个无线通信系统。一般来说，软件无线电系统应该具有很强的灵活性，通过软件的更新、加载可以增加新的功能、适应新的通信模式；同时具有很强的开放性和可扩展性，采用标准化、模块化软硬件体系结构。为了达到通用性、可升级性和兼容性的目的，软件无线电需要解决叁类关键技术：第一，需要研究一个开放式、可扩展、标准化的软件、硬件平台结构。第二，需要研究实现适合于软件无线电系统的高性能射频、数字信号处理器件。第叁，需要研究适合于软件无线电的多波段、多速率、多模式信号接收理论和实现方法。 尽管软件无线电技术受到了广泛关注，但深入而细致的研究工作并不多，特别是对上述第叁个问题。本文基于作者在调制解调技术研究方面的积累，深入研究了多波段、多速率、多模式软件无线电接收技术，并结合软件无线电开放式、通用性软件、硬件系统结构的思想，提出和实现了一个多波段、多速率、多模式软件无线电的验证系统。 本文在阐述软件无线电的开放式、标准化软件结构和硬件平台，以及关键器件及其特性的基础上，针对多波段射频(或者高中频)信号数字化问题，深入分析了采样理论在软件无线电接收机中的应用，提出了实现多波段(全波段)采样的方法。从理论上分析了软件接收机以正交带通采样、一阶均匀带通采样、高阶采样等方法为基础，如何计算、选择合理的采样频率。 其次，研究了软件无线电系统中十分重要的多速率处理问题。多速率处理本质上就是采样率变换的实现问题。文中分析了整数倍、分数倍和NCO控制的正实数倍的采样率变换方法。从节省资源的角度出发，从理论上分析了一般化的采样率变换高效实现结构。同时把NCO控制的插值变换(从高速到低速)方法应用到软件无线电接收机中，阐明了其控制原理，指出了控制环路中内插滤器的实现方法。另外，结合多速率多相信号处理和NCO内插控制思想，分析了时变CIC内插滤波器的采样率变换实现。 再次，深入研究了软件无线电多模式接收实现问题。多模式调制解调是软件无线电的核心技术之一。本文在软件无线电通用硬件平台结构下，分析了线性调制方式、非线性连续相位调制方式和多载波调制的软件接收机实现问题，分别以突发模式MPSK调制、GMSK调制、OFDM调制模式为对象，给出了具体的多模式接收实现方法和仿真结果。深入研究了上述叁种突发调制模式全软件接收的突发信号检测，载波频率、相位、定时误差估计，同步实现结构，以及同步跟踪方法、特点和性能。大多研究结果已在实际的演示系统上得到验证。该项工作的深入进行对软件无线电技术从理论模型走向实际应用具有重要的现实意义。 最后，结合前文对软件、硬件模型结构、带通采样技术、多模式接收方法的研究分析结果，和目前最新的信号处理器件水平，提出并实现了一个软件无线电实验硬件平台和软件系统构架。
任学恒[2]2007年在《软件无线电接收机中信道化模块的研究》文中认为软件无线电这一革命性的概念提出于上个世纪90年代，其应用的广度和深度都在不断扩展和深化。现代军事通信技术的发展对无线电接收机提出了越来越高的要求。随着抗干扰通信体制的广泛应用，实现全概率信道化接收机是非常需要的。本课题结合项目的要求，实现了软件无线电接收机中的关键模块——信道化模块，用于基带复数字信号(I／Q两路)的信道化处理。分析、比较了软件无线电接收模块的几种算法模型的优缺点，并选择了复信号的信道化接收模块算法模型作为本课题的理论依据。在分析、比较了几种滤波器设计方法的优缺点的基础上，采用最佳等波纹逼近法设计了原型低通滤波器。针对原算法模型存在的问题，提出了复信号信道化接收模块改进算法模型。施加不同的输入激励，对此算法模型进行了仿真和分析，证明了此改进算法模型的正确性和实用性。在算法模型确定之后，接下来就需要选择合适的硬件平台，实现所需要的信道化接收模块。针对信道数量极大(达10~3量级)、信道划分细和信道带宽窄的实现难点，采用自上而下的设计方法，进行了合理的系统设计与规划，确定了系统的工作时钟与工作方式，以及各个模块的功能、时序和接口方式。使用Verilog语言，在ISE+ModelSim的平台上，参照完整的FPGA／CPLD程序设计流程，进行各个模块的设计与仿真，并提出了一系列资源优化的方案，提高了资源利用的有效性。接下来将各个模块连接起来，完成整个系统的FPGA程序设计、实现、仿真及时序分析，并将其转换为可下载的文件形式。在硬件系统的搭建过程中，给出了硬件系统搭建过程中一些需要考虑的问题。然后利用逻辑分析仪(Agilent 1670G)和混合信号示波器(Agilent 54622D)对系统进行整体测试，得出了信道抑制比优于项目指标、信道化成功的结论，并根据测试结果对信道化接收模块性能进行分析。本文的理论意义在于提出了一种新的复信号信道化接收模块改进算法模型，并证明了此改进算法模型的正确性和实用性。本文的工程意义在于提出了一种高性能复信号信道化模块(信道数量极大(达10~3量级)、信道划分细和信道带宽窄)的FPGA实现方案，此实现方案在国内公开发表的相关研究文献中未见报道，对该领域的工程实践具有一定的参考价值。
陆迎光[3]2004年在《软件无线电理论研究及中频软件无线电接收机子系统设计》文中研究指明软件无线电(SR，Software Radio或SDR，Software-Defined Radio)是近年来提出的一种实现无线电通信的新思路，是无线通信系统发展的趋势所在。软件无线电就是将模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接构成通用的硬件平台，并通过软件加载实现各种无线电通信功能的一种开放式体系结构。软件无线电的关键思想是将模数转换器(ADC，Analog Digital Converter)、数模转换器(DAC，Digital Analog Converter)尽可能的靠近天线；用软件来实现尽可能多的硬件功能。软件无线电的主要特点是其软件的灵活性和结构的开放性。软件无线电技术已经成为第叁代移动通信系统中的关键技术。 本文的研究目的是深刻研究软件无线电基础理论，领会软件无线电关键思想，认识软件无线电中的关键技术，掌握软件无线电的发展现状和应用前景，设计基于软件无线电思想的中频软件无线电接收机子系统。本文的研究方法是理论指导实践，实践验证理论，即用软件无线电基础理论指导中频软件无线电接收机子系统的硬件设计，通过在中频软件无线电接收机子系统中加载软件程序实现硬件模块功能，体现软件无线电思想。 本文首先重点介绍了软件无线电中的基础理论，主要包括信号采样理论、多速率信号处理理论、软件无线电中的高效数字滤波理论、信号正交变换理论，建立了软件无线电接收机的数学模型。其次，基于单通道中频软件无线电接收机数学模型，本文设计了中频(IF，Intermediate Frequency)软件无线电接收机子系统，给出了中频软件无线电接收机子系统的设计方案和系统电路原理图，说明了系统工作原理，并分别对应系统中的高速模数转换部分、数字下变频部分、基带数字硕士学位论文软件无线电理论研究及中频软件无线电接收机子系统设计信号处理部分，介绍了高速ADC AD664o，数字下变频器(DDC，Digital DownConverter)AD6620，高速数字信号处理器(DSP， Digital Signal proeessor)TMS320C6713的工作原理，以及它们在中频软件无线电接收机子系统中的应用。再次，本文重点介绍了中频软件无线电接收机子系统的软件实现部分，包括数字下变频器AD662O的内部参数的软件设定，数字信号处理器TMS32OC6713数据传输和处理，正交解调算法的程序实现。.最后，本文基于中频软件无线电接收机子系统硬件平台，通过AD662O的在线可编程、TMS32OC6713加载数字信号正交解调程序，实现了对中频AM信号的解调，验证了软件无线电关键思想。
孙蓓雄[4]2006年在《基于软件无线电技术的数字集群系统研究》文中认为软件无线电技术及数字集群通信是当今通信领域中发展最快、最有前途的技术，数字集群通信是现今专用无线通信系统的主体，它将动态信道分配多用户共享与充分利用有限的无线信道资源作为首要设计思想。本文针对软件无线电技术的基础理论及其关键技术，对软件无线电采样理论及其在信号采样中的应用进行探讨，分析了软件无线电的数学模型及当前软件无线电应用的可实施方法；通过对我国现行集群通信系统技术标准分析，在此基础上给出了一种可以实现的基于软件无线电思想的集群系统设计总体方案。该方案应用软件无线电技术所具有的开放式、通用性特征，构造一种可跨越350MHZ、450MHZ、800MHZ等频段的数字集群系统硬件基本平台：该系统移动单元天线可采用组合式多频段天线方案，可以覆盖350～450MHZ和800MHz；由于工作频段在350～800MHZ之间，目前技术的A／D、D／A变换器的采样速率和位数均能附合要求。数字下变频(DDC)的工作交给专用的可编程芯片完成。该系统尽可能地采用软件实现无线通信功能，提高通用性和灵活性，通过软件解决当前集群通信系统中各频段各自为政，相互无法沟通、频道利用低的问题，根据软件无线电技术发展的状况，该系统完全可以实现。
宋征卫[5]2004年在《基于软件无线电框架的硬件收发平台研究与实现》文中进行了进一步梳理近年来，随着民用移动通信和个人通信技术飞速，各种通信系统得到了广泛的应用，并处在不断的更新换代之中。而不同通信服务采用不同的通信系统或者说不同标准的通信设备，其调制方式、频段、传输速率、多址接入方法等不尽相同。无论是现在广泛使用的第二代蜂窝通信系统还是第叁代移动通信系统，都有多种接口标准，这给全球通信造成了一定困难。现有的无线电接收／发送机大多采用流水式信号处理结构和专用集成电路来实现接收／发送，无法和其它通信系统兼容，对各种通信服务的适应性也比较差。因此，需要研究新的多波段、多速率、多模式、可升级和具有开放性结构的智能型无线接收／发送机。 鉴于软件无线电的特点以及在军用领域的逐渐深入研究，人们注意到软件无线电技术是解决这些问题的希望所在，并开始注重软件无线电技术在民用移动通信领域的研究与应用。欧美各国已经进行了多个项目，分别对软件无线电硬件平台、接入、终端等关键技术进行研究。将来的个人软件无线电平台，将相当于现在的个人计算机，实现标准化、模块化、软驱动，根据需要运行相应的软件就可以进行相应的无线通信。本文就是在此背景下，描述了一个多模式、多速率软件无线电硬件平台的实现，结合实际跳频应用介绍了其内部各个模块的功能结构以及资源使用情况，重点突出了整个系统对各种模式和速率信号的兼容性。 第一章简要介绍了软件无线电技术的概念和发展历史，同时对软件无线电中的关键技术作了简要说明。 第二章主要介绍了软件无线电相关硬件的工作基本原理。 第叁章描述了整个中频系统硬件收发平台的框架，对其中各个模块做了功能性的说明，包括对各种信号的处理流程。此章后半部分简要介绍了射频部分的结构和功能。并且给出了实际测试对多种模式和速率信号的结果。 第四章结合跳频通信具体应用给出了整个中频平台内可配置部分的具体配置，以及各个模块内部资源具体的工作方式和流程。 第五章针对整个系统收发两部分存在的一些问题，提出了新的方案或方法，指出进一步工作的方向。
陈晓毅[6]2005年在《数字广播接收机的软件无线电研究》文中研究指明软件无线电是1992年美国首次提出的一种实现无线通信的新的体系结构。它是一种用软件来实现物理层连接的无线通信设计,其基本概念是把硬件作为无线通信的基本平台,把尽可能多的无线通信及个人通信功能用软件实现。这样,无线通信新系统、新产品的开发将逐步转到软件的开发上来,而无线通信产品的价值也将越来越多地体现在软件上,这是无线通信领域继固定到移动、模拟到数字之后的第叁次革命。软件无线电的理想是把天线上的信号或中频信号直接由高性能模数转换器数字化,再传送给终端,这样软件无线电电台就可在同一平台上,安装不同的软件来实现灵活的通信功能。但对于大多数民用系统来说,按目前的芯片技术,这还只是一个遥远的梦想。因此,如何的进行软件无线电系统的设计,软硬件的划分,数字处理器的设计成了软件无线电中关键的技术。根据软件无线电的应用环境及目前硬件水平,本文研究了数字调幅广播技术,它是为了解决模拟调幅广播中频谱利用率低、信号接收质量差等问题提出的,全球统一的技术标准采用了OFDM并行传输体制。本文在参加了浙江大学信息与电子工程学系SOC研究小组承担的国家863超大规模集成电路设计重大专项项目,参与开发了具有自主知识产权的DSP处理器-MD32。在此基础上研究了基于数字广播接收机的软件化设计。本文主要研究数字广播数据传播技术,比较了现行数字广播各种方案。整合各种现有OFDM同步技术,根据数字广播的特殊帧、导频结构作了相应改进,提出了频率、符号的粗、细、跟踪叁步骤一种完整数字广播基带接收方案。 对数字广播系统接收机进行了软件化研究,提出了一种多模式,多频段数字广播的软件化接收机结构,并分析了算法特点和复杂度,根据算法/结构协同设计的方法提出了应用于无线接收处理的坐标转换、加法比较选择等专用指令用来提高处理器的性能。 研究了应用于软件无线电技术的数字信号处理器中叁个关键部件的优化。通过逻辑和电路上的并行执行思想对译码级数据旁路进行电路优化。利用分散集中控制,减少驱动器件的方法对原来的中央控制器进行了优化。在算法上采用冗余二进制并行加法算法对四级流水的乘累加(MAC)进行了电路上的优化,使得在满足设计要求的前提下减少为叁级流水。
吕峻[7]2005年在《OFDM技术在宽带远距离无线通信中的应用和系统实现》文中提出远距离无线通信技术能够为人们在战场环境下或者是抵抗自然灾害时进行指挥、调度和组织提供有效的通信保障，一直是无线通信技术研究的一个重要领域。近年来，基于远距离无线通信的指挥调度系统，已从传送简单的指挥命令发展到传输诸如雷达探测的数据、计算机计算结果、高速图像传真信息和数字话音加密信息等一些要求较高的数字数据信息，对远距离无线通信提出了宽带化的要求。 本文从远距离无线通信的现状和发展出发，分析了远距离无线通信对宽带业务的需求，针对高数据率无线传输所面对的严重的路径衰落和多径延时影响，提出了采用OFDM技术的，基于软件无线电架构的宽带远距离无线通信系统的实现方案。 第一章首先对远距离无线通信的现状和发展进行了说明，然后阐述了软件无线电技术的基本原理，给出了软件无线电中的关键技术，并分析了其发展趋势。接下来仔细描述了OFDM技术的基本思想，并相对于单载波技术比较了其优势与不足。最后给出了本文的工作目标和基本要求。 第二章分析了无线通信信道的特征，然后详细描述了OFDM技术的基本原理，对OFDM技术能够很好的对抗无线通信中所面临的多径衰落和多普勒频移的原因进行了阐述。对OFDM系统接收部分数据处理流程中的各种算法进行了讨论和研究，并进行了仿真，比较各自的优势和不足。 第叁章针对无线通信环境以及实际应用需求给出了整个宽带远距离无线通信系统的解决方案。然后对系统的各模块以及数据处理流程进行了详细的阐述。并根据实际应用中遇到的问题对一些关键算法进行的改进和完善。最后对跳频OFDM系统的实现进行了探讨。 第四章首先给出了系统仿真结果，然后仔细描述了软件无线电构架的硬件平台以及软件处理流程，最后给出了系统调试与实现过程中的测试结果。
马小骏[8]2004年在《超短波自适应跳频系统的设计与实现》文中进行了进一步梳理跳频技术是扩频技术的一种，是80年代以来出现的一种新的通信方式。跳频通信具有良好的抗干扰性，低截获概率及组网能力，因此跳频技术的一出现，便在军事领域得到了极大的发展。采用跳频技术的短波超短波电台在军事通信中得到了广泛应用，极大地提高了军事装备的抗截获和抗干扰能力，保证了军事指挥系统的安全和有效性。 近几年来，由于现代信号处理的发展，通信对抗的激烈程度进一步加强，普通跳频电台已经不能满足新环境下的抗干扰，高可靠性的要求。现代战术协同通信也对军用电台提出多模式、多速率、可扩展等许多新的要求。因此，研制新型跳频电台具有十分重要的战略意义。 具有良好通用性和可扩展性的软件无线电技术目前已成为研究热点，其特点非常符合现代军事通信所关注的设备协同性，软件可编程性及系统开放性等多项要求。本文的工作就是在软件无线电的架构下实现一种适应现代军事新要求的自适应跳频电台。 第一章介绍了超短波通信和超短波跳频电台在军事领域中的广泛应用及其发展概况。接着分析了新型军用电台的技术要求及发展方向。最后根据这些要求提出了本文工作的目标和基本要求。 第二章研究了跳频系统的基本原理和参数特征，并根据对实际战场中的干扰分析和数传同步的特点给出了一种跳频同步方法和数据传输机制。 第叁章针对普通跳频电台在新环境下的不足，提出了自适应跳频的思路，综合应用频点替换，FCs单频通信等自适应措施躲避干扰。在无法避免干扰的情况下，采用差错控制技术提高通信的可靠性。 第四章叙述了自适应跳频的具体实现结构和流程。本章内详细叙述了跳频数据的帧结构和同步方法，以及各种模式下的自适应处理流程。接着介绍了系统实现的硬件平台，及初步测试结果。最后指出系统需要进一步完善的地方。
彭勃[9]2008年在《软件无线电的中频数字化处理平台设计与实现》文中提出软件无线电是目前流行的实现无线通信的概念和体制。它的核心是将A/D和D/A变换器尽可能地靠近天线,将电台功能尽可能地采用软件进行定义。软件无线电把硬件作为无线通信的基本平台,而尽可能把无线通信功能用软件来实现。这样,无线通信系统具有很好的通用性、灵活性,使系统互联和升级变得非常方便,这使软件无线电成为无线通信领域模拟通信到数字通信之后的又一次突破。软件无线电系统可以分成叁大部分:射频处理部分,中频及基带处理部分以及控制管理和支持部分。射频处理部分完成所有射频信号的发射和接收,中频及基带处理部分完成所有数字化处理,而控制管理和支持部分完成整个系统的运行维护、提高服务质量以及新业务的开发等任务。就目前的技术发展来看,由于器件的限制软件无线电的主要工作还集中在中频及基带数字化处理上。本文着重研究了软件无线电中频数字化处理技术的理论基础和关键技术,分析中频数字化处理技术的一些技术难点。本文设计实现了基于CPCI架构的中频数字化处理平台,并结合实际通信在该平台上分别用FPGA以及DSP实现了数字下变频和基于正交解调的FM算法验证了该平台的设计。最后对本文的工作进行总结并给出了进一步研究的方向。文章的主要工作:1.设计和实现了中频数字化处理的软件无线电平台,在该平台上可实现多种算法的加载。该平台具有良好的扩展性和灵活性,性能可靠:2.在该平台上用FPGA实现了一种数字下变频算法;3.在该平台上实现了FM正交解调算法。本文的研究工作为我们今后在软件无线电系统的研究提供了理论、技术依据,而且具有一定的工程应用价值。
陈建英[10]2003年在《软件无线电系统的研究与实现》文中研究说明随着计算机技术、微电子技术、自动控制技术等的发展，通信技术正在发生翻天覆地的变化。由于通信技术的迅速发展，一方面使通信产品的生存周期缩短，开发费用上升；另一方面，新老通信体制共存，使各种通信系统之间的互联变得更加复杂、困难。在这种情况下，软件无线电技术应运而生，并由于其灵活性、通用性的特点在商用和军用无线电通信领域显示出其强大的吸引力。 为了对软件无线电技术进行研究，本文在广泛查阅资料的基础上，从软件无线电的由来出发，介绍了软件无线电的基本概念、发展状况和主要特点，畅述了软件无线电的理论基础，并对其中的关键技术做了简要介绍，同时对软件无线电的几种结构形式进行分析比较，结合实际情况，确定了本系统所采用的软件无线电机构，设计了软件无线电系统平台。通过对这个平台的软件硬件的调试，可以实现两种不同形式信号的通信。在本文的最后给出了系统的调试过程和实验结果，证明了系统方案的正确性和可行性。
参考文献：
[1]. 多波段、多速率、多模式软件无线电接收技术研究[D]. 赵民建. 浙江大学. 2003
[2]. 软件无线电接收机中信道化模块的研究[D]. 任学恒. 电子科技大学. 2007
[3]. 软件无线电理论研究及中频软件无线电接收机子系统设计[D]. 陆迎光. 东华大学. 2004
[4]. 基于软件无线电技术的数字集群系统研究[D]. 孙蓓雄. 南京理工大学. 2006
[5]. 基于软件无线电框架的硬件收发平台研究与实现[D]. 宋征卫. 浙江大学. 2004
[6]. 数字广播接收机的软件无线电研究[D]. 陈晓毅. 浙江大学. 2005
[7]. OFDM技术在宽带远距离无线通信中的应用和系统实现[D]. 吕峻. 浙江大学. 2005
[8]. 超短波自适应跳频系统的设计与实现[D]. 马小骏. 浙江大学. 2004
[9]. 软件无线电的中频数字化处理平台设计与实现[D]. 彭勃. 电子科技大学. 2008
[10]. 软件无线电系统的研究与实现[D]. 陈建英. 哈尔滨工程大学. 2003
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