苏小妹[1]2005年在《软件无线电调制解调系统的研究及其FPGA实现》文中指出软件无线电是二十世纪九十年代提出的一种实现无线通信的体系结构,被认为是继模拟通信、数字通信之后的第叁代无线电通信技术。它的中心思想是:构造一个开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,并使宽带模数和数模转换器尽可能靠近天线,从而将各种功能,如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成。 本论文首先介绍了软件无线电的基本原理和叁种结构形式,综述了软件无线电的几项关键技术及其最新研究进展。其中调制解调模块是软件无线电系统中的重要部分,集中体现了软件无线电最显着的优点——灵活性。目前这一部分的技术实现手段多种多样。随着近几年来芯片制造工艺的飞速发展,可编程器件FPGA以其高速的处理性能、高容量和灵活的可重构能力,成为实现软件无线电技术的重要手段。 本论文调制解调系统的设计,选择有代表性的16QAM和QPSK两种方式作为研究对象,采用System View软件作为系统级开发工具进行集成化设计。在实现系统仿真和FPGA整体规划后,着重分析用VHDL实现其中关键模块以及利用嵌入FPGA的CPU核控制调制解调方式转换的方法。同时,在设计中成功地调用了Xilinx公司的IP核,实现了设计复用。由于FPGA内部逻辑可以根据需要进行重构,因而硬件的调试和升级变得很容易,而内嵌CPU使信号处理过程可以用软件进行控制,充分体现了软件无线电的灵活性。 通过本论文的研究,初步验证了在FPGA内实现数字调制解调过程及控制的技术可行性和应用的灵活性,并对将来的扩展问题进行了研究和讨论,为实现完整的软件无线电系统奠定了基础。
张晓振[2]2002年在《无线通信系统调制的研究和软件无线电的实现》文中研究说明本论文主要研究数字移动通信系统中的码间串扰问题和软件无线电方案。对于现代无线通信系统，OFDM系统是一个广泛研究的系统。但是对应于OFDM系统在Rayleigh信道中的研究不多，本文给出了OFDM系统在Rayleigh信道中的系统模型，并经过理论推导给出OFDM系统在Rayleigh信道中的量化公式。根据理论的推导本文分析了OFDM系统在Rayleigh信道中的抗干扰（主要是码间串扰）能力。本文提出了一种扩频调制方式，即线性调频调制的方法（LFM）来解决码间串扰的问题。为了与其它调制方法进行对比，本文分别从公式推导和误码率两方面进行讨论，并给出仿真结果。理论推导和实际仿真结果都表明，利用线性调频信号进行调制，可以很好的抑制码间串扰。在恶劣的环境中（平均多径时延时间较大）仍然可以保持较高的传输速率。线性调频调制的优点是：不须在接收端添加均衡滤波器，也不须进行扩频编码。本文从研究角度提出了一种软件无线电的解决方案，从射频到中频到通信控制的解决。该方案的好处是使用尽可能少的硬件，通信采用无损耗的软件实现，可以从两种不同的角度进行不同的编解码、调制解调和其他技术的软件实现。由于软件的无损耗性，可以进行各种不同的研究。此方案是一个通用的研究方案，不仅可以应用此方案进行各种通信方式的研究，而且很容易从中得到实际应用的具体经济解决方案，包括实现、成本和应用。
赵民建[3]2003年在《多波段、多速率、多模式软件无线电接收技术研究》文中研究表明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。
李明富[4]2007年在《基于软件无线电的通用数字调制器研究》文中提出随着通信技术由模拟到数字的快速转换,以及微电子、数字信号处理等技术的迅猛发展,无线通信技术得到了巨大发展。由于其具有设备简单、通信距离远、不用敷设线路、机动灵活等特点,使它在军事和民用领域中都占据着极其重要的位置。无线通信系统调制方式与寻址方式有很多种,在多重调制方式中实现自由切换是无线通信系统得研究热点问题,基于解决多重通信体制的互通的技术——软件无线电技术应运而生。经过多年的发展,软件无线电技术已在各行业中得到极大应用,但通用数字调制技术的研究成为了现代无线通信,特别是调频通信研究的重点,具有很高的研究价值。本课题来源于军用无线电台预研项目,本文在对软件无线电进行了理论分析和详细介绍后,阐述了调制技术理论及实现算法,在进一步研究中频数字调制信号处理算法的基础上,结合移动通信中常用的调制方式,总结出了几种较为优化的中频调制算法的实现方法,给出了MATLAB仿真实现过程,提出了通用调制模型和算法及仿真、给出了调制电路的具体实现方案,并对在调制器上实现了BPSK、QPSK、π/4-QPSK数字调制,通过测试,各项目指标满足任务书要求。
曹博[5]2010年在《基于FPGA的软件无线电多模式调制解调的研究与实现》文中进行了进一步梳理软件无线电在无线通信领域被称为是自模拟通信过渡到数字通信之后的又一次革命,在军用和民用方面都有着广泛的应用。它是一种新的无线通信技术,基于通用的可编程硬件平台,把尽可能多的通信功能用软件实现,从而使系统的改进和升级都非常方便,容易实现不同通信系统之间的兼容。软件无线电的基本思想是构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,从而使软件无线电中的调制方式产生多模式化。而多模式调制的存在,就要有自动的多模式调制的识别方法。所以,多模式调制方式的自动识别是软件无线电中必须具备的功能。如何将多模式调制的识别方法与软件无线电的解调方法相结合,同时实现信号的接收和解调,是实现软件无线电的关键技术之一,具有重要的应用前景。而在数字通信系统中,全数字接收机已经得到了广泛的应用。如何利用数字化方法设计通信系统中的调制解调技术是实际应用中的一项重要技术。GMSK最小高斯频移键控是一种典型的连续相位调制方式,具有包络恒定、频谱紧凑、抗干扰能力强等特点,在移动通信等场合得到了广泛应用。在GMSK调制解调的实现中采用了FPGA可编程逻辑器件,不仅克服了模拟系统灵活性不好的缺点,而且易于系统的修改和升级。针对上述情况,论文的主要研究工作有:1、介绍了软件无线电的叁种结构形式,针对目前的设计条件,指出宽带中频带通采样软件无线电结构是目前较为理想的结构形式。2、对调制模式识别中基本特征参数频率、包络以及相位的提取方法进行了分析,并在此基础上对叁种调制信号分类方法分别进行了讨论。在信道条件较好的情况下,提出利用参量直方图的方法对叁种基本特征参数分别进行统计,根据峰值的数目从而可以来区分ASK、PSK和FSK信号。当信道条件一般时,文中以决策论为依据,使用4个特征参数实现了二进制和四进制ASK、FSK、PSK的分类。3、采用高阶统计量的方式对低信噪比条件下的调制信号进行识别,利用计算出的几个高阶累积量,提取特征参数,成功地实现了低信噪比条件下ASK、PSK和FSK的二制和四进制信号的分类。4、最后在Mat1ab中进行对软件无线电中的GMSK调制与解调的仿真,并且在FPGA上实现其调制与解调。
王白云[6]2013年在《OFDM系统的研究和基于GNU Radio软件无线电平台的实现》文中研究说明随着无线通信技术的迅速发展，可用的频谱资源愈来愈稀缺，然而它的利用率却是非常的低，因此，如何充分利用频谱资源成为无线通信的热点问题。认知无线电技术的发展为解决这一问题提供了可能性，而正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术凭借自身具有的抗多径、频率利用率高等优越性能备受关注，已经成为移动通信系统的核心技术之一。这两者的结合将使无线频谱资源得到更高效的利用。而对于OFDM技术本身而言，如何灵活且高效的根据信道条件自适应地为系统选择调制方式及功率配置也成为解决问题的关键。本文研究的是认知无线电系统中的OFDM调制解调技术，首先介绍了移动通信技术和OFDM技术的发展现状，阐述了OFDM的基本原理、关键技术、保护间隔和循环前缀；然后简要介绍了硬件平台和信噪比估计技术，基于GNU Radio和USRP软件无线电实现的认知通信演示系统平台，实现OFDM多种调制方式的自适应选择，并在接收端实现了较为准确的信噪比估计算法，通过对系统调制解调部分的开发，能够实现要求的频点可变、带宽可控等功能；最后对整体性能进行测试，得到了很好的测试结果。
杨玫[7]2005年在《基于SDR的通信系统调制技术的实现研究》文中认为软件无线电技术是近几年来无线通信领域的研究热点之一。随着通信技术由模拟到数字的快速转换，以及微电子、数字信号处理等技术的迅猛发展，越来越多的现代无线电系统可以借助于软件来实现，软件无线电技术应运而生。经过十多年的发展，中频软件无线电在民用及商用系统中的应用几乎成为可能，但它的应用潜力还远远没有发挥出来。 本文针对软件无线电收、发系统平台中的调制技术实现方法作了深入的研究。提出了现有条件下的实用化的实验平台，给出了可行的调制器实现方案；最后，在进一步研究中频数字调制信号处理算法的基础上，结合移动通信中常用的调制方式，总结出了几种较为优化的中频调制算法的实现方法，所给出的MATLAB仿真实现过程，为今后的进一步研究可以起到抛砖引玉的作用。
韩喆[8]2012年在《基于DSP水声数字无线电发射系统》文中认为数字化，宽带化是当今无线通信的重点主流方向，新技术层出不穷，众多传统的模拟设计方法已被淘汰。近年来随着现代海洋科学技术的发展，特别是对海洋探测水平的不断提高，声纳浮标系统作为航空探测的重要手段也逐渐由模拟信号发展到数字信号，传统的水声数据发射机采用模拟信号传输水声数据，不能实现智能控制，在海面无线信道中极易受到海洋噪声及其他干扰因素影响，对于海面与海底探测的准确性产生严重的影响，日益无法满足航空探测精度的需要。伴随着无线通信技术的发展和DSP开发技术的普及，数字化的调制方法在一定程度上削弱了水声数据在无线传输中受到的干扰，满足不断提升的航空探测精度要求。本文基于软件无线电的相关理论及海面信道的特点，研究了一种适合于浮标系统的上变频调制发射系统结构。根据浮标的特点，对系统的调制方式与调制器结构进行了讨论，通过对几种调制方案的对比分析，最终选择了GMSK作为系统的基带调制方式，同时选择了波形储存正交调制的方式作为系统调制的输出方式，该方式可数字化实现GMSK调制，避免了复杂滤波器的设计和实现，可以产生具有任何特性的基带脉冲波形和已调信号，不仅节省了计算资源，而且减小了系统的时间延迟。另外，依据水声信号处理时的特点，对水声信号的数据压缩方式进行了分析，选择了波形编码方式中的CVSD编码，并对其编码的算法进行了讨论。在系统硬件设计上利用DSP与FPGA相结合的方式，设计了一种可靠的水声数字无线电发射电路部分，硬件包括DSP电路、FPGA电路、I/O调制电路、频率转换电路、外围接口电路。同时在DSP开发环境下对硬件接口进行配置，给出了一种高效的DSP信号传输和处理流程，能够实现信号的实时传输和处理。仿真结果表明该设计方案能够实现水声数据无线传输。为数字浮标系统的开发提供了设计参考。
李斌[9]2012年在《TDD微波通信系统调制解调模块的研究与实现》文中进行了进一步梳理在现代无线通信系统中,调制解调技术的作用至关重要,它的功能实现优劣直接影响整个通信系统的性能。随着软件无线电概念的提出,中频信号甚至是射频信号直接进行数字化处理已经是未来通信系统发展的模式,全数字调制解调系统也是未来调制解调技术发展的一个方向。文章首先对基于软件无线电思想的收发机系统做了简要介绍,重点研究调制解调技术。在多种调制方式中,QPSK调制技术具有传输速率较快、频谱效率高、抗干扰能力强等优点,所以采用QPSK调制模式,论文重点研究了QPSK数字调制解调的基本原理,对传统方式模拟域调制解调技术方案与现代的数字域中频调制解调技术方案进行了简要分析和对比,总结各自的优缺点,并针对本工程项目中的指标要求确定了适合突发通信的载波同步技术以及高中频宽频带的调制解调方案。在接收端的数字基带处理过程中采用差分编码解决相位模糊问题。调制端我们选用晶振加锁相环(PLL)频率合成技术产生频谱较为纯净的305MHz本振信号。由于论文是基于TDD通信系统设计的部分模块,所以对系统的FPGA和DSP部分数据处理流程做了简要介绍。本论文中调制解调以及载波同步模块的初始方案的确定是通matlab-simulink的仿真完成的,除此之外本论文还完成了调制解调相关芯片的选型以及硬件电路板的制作,最终实现了对基带信息速率为120Mbps,基带带宽为60MHz的数字基带信号的QPSK调制,并实现了对中频为305MHz,中频带宽为120MHz的中频信号的解调。最后给出了QPSK中频调制解调器关键性能指标的测试方法和测试结
苏文盛[10]2013年在《软件无线电下4FSK调制解调的研究及实现》文中指出软件无线电是在20世纪末提出的一种新的设计思想,它的核心思想是搭建一个开放的、标准的、灵活的通用硬件平台,通过加载可重新配置的软件来实现各种通信功能。在无线通信领域,调制解调技术是通信系统的一项关键技术,调制解调算法的优劣能够极大的影响无线通信系统的性能。作为恒包络调制的一种,4FSK具有较高的传输速率,不过传输速率的提高使得它的功率降低,4FSK信号具有的恒包络特点使其在通过限带非线性信道时非常有利,并且具有较高的频谱利用率,幅相效应较低,实现成本较低等优点,在专用无线通信领域有着广泛的应用。基于软件无线电的通信体制使用了全数字技术,与第二代全数字接收机有着本质的区别,它采用了通用的DSP硬件平台,调制解调都需要通过软件来实现,这就对调制解调方式提出了新的要求,因此研究软件无线电下的调制解调技术具有十分重要的意义。论文在阅读了大量软件无线电相关文献的基础上,对软件无线电下4FSK调制解调过程进行了研究和仿真分析,在SEED-DEC6416开发板上完成了软件无线电下4FSK调制解调的实现以及代码的优化。论文所做的主要工作如下：(1)对正交调制算法和差分正交解调算法进行了深入的研究,在MATLAB仿真环境下对4FSK的调制解调过程进行了仿真分析。(2)对软件无线电下4FSK调制解调的实现进行了详细的流程设计,在硬件平台SEED-DEC6416上利用集成开发环境CCS完成了调制解调的实现,给出了通过CCS3.1实现的4FSK调制解调的数据图。(3)论文综合分析各种优化手段,提出了针对DSPC6416硬件环境的具体优化方法,对实现中一些耗时,运算比较复杂的程序进行了优化并给出了部分优化后的线性汇编代码和汇编代码。对优化前后的程序进行对比测试,测试表明经过优化后程序的性能得到了极大的提升。
参考文献：
[1]. 软件无线电调制解调系统的研究及其FPGA实现[D]. 苏小妹. 湖南大学. 2005
[2]. 无线通信系统调制的研究和软件无线电的实现[D]. 张晓振. 中国科学院研究生院（电子学研究所）. 2002
[3]. 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
[4]. 基于软件无线电的通用数字调制器研究[D]. 李明富. 电子科技大学. 2007
[5]. 基于FPGA的软件无线电多模式调制解调的研究与实现[D]. 曹博. 成都理工大学. 2010
[6]. OFDM系统的研究和基于GNU Radio软件无线电平台的实现[D]. 王白云. 西安电子科技大学. 2013
[7]. 基于SDR的通信系统调制技术的实现研究[D]. 杨玫. 长春理工大学. 2005
[8]. 基于DSP水声数字无线电发射系统[D]. 韩喆. 河南科技大学. 2012
[9]. TDD微波通信系统调制解调模块的研究与实现[D]. 李斌. 电子科技大学. 2012
[10]. 软件无线电下4FSK调制解调的研究及实现[D]. 苏文盛. 北京邮电大学. 2013
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