基于軟件無線電的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、軟件無線電(SDR)技術(shù)因其具有靈活性、開放性、可編程性、可擴展性等特點，已成為當今通信領(lǐng)域研究中的一個重要體系結(jié)構(gòu)。軟件無線電技術(shù)作為一個嶄新的設計思想，現(xiàn)在在各國的通信系統(tǒng)設計中得到了廣泛應用，并且應用在軍用電臺、雷達系統(tǒng)及無線電測控通信系統(tǒng)中，而且逐漸轉(zhuǎn)向了民用和商業(yè)化。特別是在已經(jīng)進入商業(yè)化時代的3G 通信系統(tǒng)設計中，SDR 占領(lǐng)了主導地位。而在數(shù)字通信系統(tǒng)研究設計中，主要內(nèi)容之一就是要尋找頻帶利用率高的數(shù)字調(diào)制方式，正交振幅調(diào)

2、制解調(diào)技術(shù)(QAM)因具有頻帶利用率高的特點，已在現(xiàn)代通信領(lǐng)域得到廣泛應用。本文中采用的軟件仿真QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)、以及利用基于FPGA的設計方法來完成模塊化研究的思想就是來源于軟件無線電技術(shù)的應用。 本文詳細討論了正交振幅調(diào)制解調(diào)技術(shù)以及系統(tǒng)中的頻率合成、數(shù)字濾波、多速率變換、同步、串并轉(zhuǎn)換、進制轉(zhuǎn)換等幾個關(guān)鍵技術(shù)模塊。首先分析了基于正交振幅調(diào)制解調(diào)技術(shù)(即QAM)的系統(tǒng)原理，包括4QAM和16QAM 兩種形式。簡要介紹了軟件

3、無線電的理論及技術(shù)以及SystemView軟件，基于FPGA 實驗仿真分析軟件ISE、ModelSim和硬件描述語言Verilog HDL。然后重點利用SystemView軟件完成了基于QAM 方式的兩種調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的建立以及實驗仿真驗證，并對兩種機制的QAM 仿真結(jié)果進行了研究對比。接下來，利用基于FPGA的開發(fā)方法重點研究了調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)中頻率合成、數(shù)字濾波、多速率變換、同步、串并轉(zhuǎn)換、進制轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵技術(shù)，并在軟件環(huán)境中進行實驗仿真以

4、及分析研究，實驗結(jié)果與理論分析是符合的，達到了預期的目的，為無線收發(fā)系統(tǒng)的完整設計起到了參考作用。 作者在研究本課題時，前期做了大量的準備工作，首先廣泛查閱了大量的國內(nèi)國外資料文獻，系統(tǒng)學習和研究了軟件無線電理論及技術(shù)，其基本思想就是通過軟件來實現(xiàn)通信系統(tǒng)的硬件設計，而實現(xiàn)的一種重要手段就是基于現(xiàn)場可編程門陣列，即FPGA 技術(shù)。為更深入研究調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，作者深入學習了系統(tǒng)仿真軟件SystemView 以及基于FPGA

5、的仿真工具的設計方法。在模塊設計中，采用基于FPGA的實現(xiàn)手法，利用Xilinx公司的ISE軟件加載ModelSim 作為軟件開發(fā)仿真環(huán)境，結(jié)合各模塊理論上的結(jié)果，對其中的關(guān)鍵模塊程序在仿真環(huán)境中分別進行了參數(shù)驗證和分析，并用Verilog HDL語言進行綜合仿真，為下一步的硬件實現(xiàn)打下基礎(chǔ)。 在本課題研究后，作者了解了整個調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和信號傳輸過程及特點，熟悉了數(shù)字調(diào)制方式QAM，即正交振幅調(diào)制解調(diào)技術(shù)的優(yōu)點，掌握了通信