軟件無(wú)線電發(fā)射機(jī)的實(shí)現(xiàn)與仿真

1、文章來(lái)源 畢業(yè)論文網(wǎng) 軟件無(wú)線電發(fā)射機(jī)的實(shí)現(xiàn)與仿真文章來(lái)源 畢業(yè)論文網(wǎng) 論文關(guān)鍵詞：軟件無(wú)線電，數(shù)字信號(hào)處理器，信道化發(fā)射機(jī)，多相濾波，matlab論文摘要：軟件無(wú)線電的基本思想是將數(shù)字化處理單元盡可能靠近天線，同時(shí)系統(tǒng)各種功能在一個(gè)開(kāi)放性、模塊化的通用硬件平臺(tái)上盡可能由軟件定義。它是一種以現(xiàn)代理論為基礎(chǔ)，以數(shù)字信號(hào)處理為核心，以微技術(shù)為支撐的新的無(wú)線通信體系結(jié)構(gòu)。     本文首先深入討論了軟件無(wú)線電發(fā)射機(jī)的基本理論:采樣技術(shù)、多速率信號(hào)處理和調(diào)制解調(diào)算法。在此基礎(chǔ)上深入研究了多相濾波技術(shù)在信道化發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用，然后推導(dǎo)和建立了實(shí)信號(hào)信道化發(fā)射機(jī)的模型，給出了信

2、道劃分方法和真實(shí)信道中心頻率的計(jì)算公式，最后完成了基于此模型的一個(gè)8信道信道化發(fā)射機(jī)的仿真，并驗(yàn)證了其可行性和正確性。第一章 緒論 1.1什么是軟件無(wú)線電 1.1.1軟件無(wú)線電的概念 顧名思義，軟件無(wú)線電就是軟件控制的無(wú)線電收發(fā)信機(jī)，它的所有工作處理過(guò)程和工作參數(shù)都應(yīng)該是由軟件定義和控制的，而不是像傳統(tǒng)無(wú)線電臺(tái)那樣是由硬件決定。從這個(gè)意義上說(shuō)，軟件無(wú)線電臺(tái)就是要將數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用于天線端的射頻(rf)信號(hào)處理，亦即將寬帶a/d和d/a轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線端使用，而且其功能及各種工作參數(shù)都可以通過(guò)軟件來(lái)定義。這種軟件無(wú)線電臺(tái)與人們通常所說(shuō)的數(shù)字化接收機(jī)(電臺(tái))存在一定的區(qū)別。在軟件無(wú)線電臺(tái)中

3、，要適應(yīng)不同的通信標(biāo)準(zhǔn)與不同體制的通信設(shè)備互通工作，只需選用或更改電臺(tái)的某些工作參數(shù)或處理程序即可實(shí)現(xiàn)，而這都是通過(guò)軟件來(lái)執(zhí)行的，而數(shù)字化接收機(jī)(電臺(tái))一般都需要使用不同的硬件電路，有時(shí)甚至要使用與這些通信標(biāo)準(zhǔn)一一對(duì)應(yīng)的專(zhuān)用電路，軟件無(wú)線電臺(tái)的改進(jìn)或升級(jí)換代可以通過(guò)軟件的升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但數(shù)字化接收機(jī)(電臺(tái))就不可能那么簡(jiǎn)單，一般都要重新設(shè)計(jì)和更換新的硬件電路板。由此可見(jiàn)，軟件無(wú)線電臺(tái)不但具有操作極其方便靈活的特點(diǎn)，而且還能夠?qū)夹g(shù)的發(fā)展和工作的變化作出更為快捷的響應(yīng)。1.1.2軟件無(wú)線電的特性 sdr(software defined radio)是在天線和a/d/a之間放置模擬信號(hào)處理環(huán)節(jié)，以

4、便于進(jìn)行濾波、模擬變頻等處理，而其它部分在通用硬件平臺(tái)上，由軟件進(jìn)行處理，是一種非理想的軟件無(wú)線電。使用sdr概念來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)下一代的無(wú)線通信系統(tǒng)和設(shè)備，與傳統(tǒng)的產(chǎn)品和設(shè)備相比較，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。它將使得從技術(shù)研究開(kāi)發(fā)，到設(shè)備制造商、電信運(yùn)營(yíng)商，再到每個(gè)無(wú)線通信終端用戶都受益。具體如下：1.為技術(shù)和產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)提供一個(gè)新概念和通用無(wú)線通信平臺(tái)，大大降低了開(kāi)發(fā)和周期。傳統(tǒng)的無(wú)線通信系統(tǒng)只對(duì)單一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)穩(wěn)定到設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)專(zhuān)用芯片，再到產(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)是一個(gè)以年為單位的過(guò)程，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、開(kāi)發(fā)成本高。上述情況導(dǎo)致在標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)程中，大多數(shù)新技術(shù)不能被應(yīng)用，限制了新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，導(dǎo)

5、致商用產(chǎn)品和當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的巨大差異。sdr將提供一個(gè)新概念和通用無(wú)線通信平臺(tái)，在此平臺(tái)上，可能基于軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)和使用新技術(shù)，大大降低了開(kāi)發(fā)成本和縮短了周期，使產(chǎn)品能跟上技術(shù)發(fā)展的水平。2.為設(shè)備制造商降低風(fēng)險(xiǎn)，提高效益。目前無(wú)線通信產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短，因此針對(duì)單一產(chǎn)品線的投資風(fēng)險(xiǎn)很大。基于sdr技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)將比傳統(tǒng)產(chǎn)品原成本低、且產(chǎn)品壽命長(zhǎng)，這就意味著投資風(fēng)險(xiǎn)低。同時(shí)，由于它簡(jiǎn)單化及標(biāo)準(zhǔn)化硬件使得產(chǎn)品容易生產(chǎn)。因此，制造商生產(chǎn)基于sdr技術(shù)的產(chǎn)品，可得到遠(yuǎn)大于生產(chǎn)傳統(tǒng)產(chǎn)品的效益。3.為運(yùn)營(yíng)商降低投資風(fēng)險(xiǎn)移動(dòng)通信網(wǎng)建設(shè)需要巨大投資，同時(shí)具有很大風(fēng)險(xiǎn)性。我國(guó)現(xiàn)今一方面由于需求，gsm網(wǎng)絡(luò)

6、迅速擴(kuò)容，增加gprs設(shè)備；另一方面又面臨第三代移動(dòng)通信到來(lái)的時(shí)期，制定一個(gè)成功的投資戰(zhàn)略極為困難。在現(xiàn)階段考慮在第三代移動(dòng)通信的多種標(biāo)準(zhǔn)中如何選擇，也有很大的投資風(fēng)險(xiǎn)。軟件無(wú)線電從某種程度上可降低這種風(fēng)險(xiǎn)。4.為最終用戶提供了一個(gè)通用的終端設(shè)備平臺(tái)基于sdr技術(shù)用戶的設(shè)備，是為用戶提供了一個(gè)通用的終端設(shè)備平臺(tái)。它應(yīng)當(dāng)能支持多達(dá)5-8種國(guó)際上通用的標(biāo)準(zhǔn)，而且可以通過(guò)空間加載軟件技術(shù)達(dá)到用戶設(shè)備升級(jí)的目的。這樣，用戶便不需要關(guān)心他所在的地區(qū)和運(yùn)營(yíng)商的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)真正意義的全球漫游。用戶還可能獲得他們所希望得到的新業(yè)務(wù)。1.1.3軟件無(wú)線電的關(guān)鍵性技術(shù) 軟件無(wú)線電技術(shù)是軟件化、計(jì)算密集型的操作形式。它與數(shù)字和模擬信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換、計(jì)算速度、運(yùn)算量、存儲(chǔ)量、數(shù)據(jù)處理方式等問(wèn)題息息相關(guān)，這些技術(shù)決定著軟件無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展程度和進(jìn)展速度。寬帶/多頻段天線、a/d/a轉(zhuǎn)換器件、dsp(數(shù)字信號(hào)處理器)技術(shù)及實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是軟件無(wú)線電的關(guān)鍵技術(shù)。1.寬帶/多頻段天線理想的軟件無(wú)