人工智能-机器学习-数字广播接收机的软件无线电研究.pdf资源-CSDN文库

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ABSTRACT

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





















































































































































































































































































ABSTRACT

•

第一章绪论











软件无线电的基本概念

.......

软件无线电的基本结构

.......

软件无线电中关键部件



介绍



数字信号处理器的发展



数字信号处理器的特点.

声音广播技术的发展

........



数字音频广播系统.

…



数字调幅广播系统.

…

本文的主要工作和贡献

.......













第二章数字调幅广播中的数据传播

・・・





无线电波的传播环境

..................



无线电波的传播方式

............



电离层与天波传播

.............



电离层概况

............





电离层对电波传播的影响

数字调幅广播数据传输制式

............















数字调幅广播软件化接收技术.

…



传统广播接收机结构

…



软件化多模式广播接收整合

本章小结

......................

数字调制方案讨论

........

单载波串行传输

..........

多载波并行传输

..........

现存数字调幅广播系统的区别



系统传输参数

........

























第三章数字调幅广播中



接收





系统中非理想因素影响

频率偏差





时间(符号)误差

............

釆样时钟误差

.............

相位误差

.................







技术原理



丄













中的







同步跟踪研究



符号

、

频率粗同步



整数频率

、

帧同步



符号

、

频率残差跟踪

本章小结

.................























第四章数字调幅广播接收机软件化研究

•

・・



软件接收机中频设计





模数变换器

（











数字下变频器

（











数控振荡器











滤波器





半带滤波器



软硬件划分

............





软件接收机基带处理算法







模拟



解调

模拟



解调

数字



接收















接收基带算法特点分析



接收基带算法复杂度分析

快速傅立叶变换







信道估计

............

卷积码的维特比译码

其他算法

............









基于



接收机的算法

结构协同设计







小结

基于



算法的极性坐标运算指令

用于



解码的



指令

........

优化后的



资源开销

...............



































第五章

软件无线电中处理器的关键部件优化

・・・

•



















处理器流水线中的竞争

...........................



结构中的数据旁路技术

......................

数字信号处理器中旁路构造

......................



研究平台



的介绍

..................



中的数据旁路逻辑

.........................



中的数据旁路电路优化

....................







中的数据旁路电路数据通道优化•.

…







中的数据旁路电路控制通道优化

....



的作用一应用举例

...........................



中控制逻辑

（





及优化

...............

计算部件

（





的时钟优化

..................





一般二进制



的设计

..................



采用冗余二进制算法的



优化

..........





冗余二进制算法的一般原理

......





冗余二进制算法在



设计中的应用

本章小结

......................................



























参考文献

110

攻读博士学位期间的研究成果

121

致谢

・・・

122



第一章绪论



软件无线电的基本概念

无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置

，

几乎任何领域都使用无线通信

，

包括有商

业

、

气象

、

金融

、

军事

、

工业

、

民用等

。

我们可从通信系统

、

调制方式

、

多址方式等几方面可

看到无线通信系统种类的繁多

。

表无线通信系统

类别

种类

通信系统

卫星通信系统

、

蜂窝移动通信系统

、

无线寻呼系统

、

短

波通信系统

、

微波通信系统等

调制方式

































等

多址方式

时分多址

（





、

频分多址

（





和码分多址







等

各种通信系统由于自身的特点而适用于各种特定的场合

，

例如

：



短波电台适合远距离

，

其所需的发射功率不大

，

传输的

“

中继系统

”

一电离层不会被摧

毁

；

卫星通信能传播高质量的信息

，

所能提供的频带很宽



微波通信抗干扰能力强

，

适合大量的数据传输

，

但只能在点与点之间传输

，

传输距离又

有一定的限制

由于无线通信的设备简单

、

便于携带

、

易于操作

、

架设方便等特点

，

在军事和民用通信领

域中都是不可缺的重要通信手段

。

然而

，

电台往往是根据某种特定的用途而设计的

，

功能单

一

，

有些电台的基本结构相似

，

而信号特征差异很大

。

比如

，

工作的频段不同

，

调制方式不

同

，

波形结构不同

，

通信协议不同

，

数字信息的编码方式

、

加密方式不同等等

。

电台之间的这

些差异极大地限制了不同电台之间的互通互连

。

经过几十年的发展

，

无线通信已有很大的发展

，

通信系统由模拟体制不断向数字化体制过

渡

，

因此是否可能在数字化体制础上一个电台能满足多调制方式和多址方式

，

从而根据需要构

成多种通信系统呢

。

软件无线电就是基于以上的思想提出的

。

软件无线电

（

更严格他说是软件和数字处理硬件的结合

）

已经存在一段时间山



宀

，

尤其是

这几年在电子战方面的应用

，

使人们对软件无线电技术产生了广泛的兴趣

。

冷战的结束导致了

军事市场的显著萎缩

，

应用研究的重点发生转移

。

商业无线电应用要求为能提供低价格的

、

快

速应用于市场的无线电系统的开发技术提供新的原动力

。

软件无线电有希望成为更便宜

、

更灵

活和用途更广泛的无线技术的首选

，

应用于商业无线电行业

。

由于软件无线电具有现有无线通信体制所不具备的许多优点

，

它有着广泛的应用前景

。

军

用方面

，

软件无线电技术可实现各种军用电台的互连互通

：

软件无线电系统可接入各种军用移

动通信网

。

在民用方面

，

多频段多模式移动电话通用手机

、

多频段多模式移动电话通用基站

、

无线局域网及通用网关等都是软件无线电的应用领域

。

目前

，

软件无线电在国外得到迅速发展

。



年



月



日

，

美国国防部通信会议明确确定

了





计划

”

冋

。



系统的目标是使一个波形可编程的多频段多模电台能同时

处理多种不同的信号波形

（

包括从



到



等

）；

能兼容美军



种以上的电台

，

占用多种

”

（

】



软件无线电的基本结构

不同的频段

；

通信制式

、

组网方式

、

调制方法

。

语音速率和编码方式以及信息保密方法都用可

编程软件实现

。



无线电系统工作频率覆盖



〜



基本上能兼容现有的各类电

台

，

该电台能同时处理



种以上不同的调制波形

。



年



月

，



一期工程为政府代表

作了功能演示

，

演示的业务包括语音

、

数据和视频图像等

。



年

，

美军启动



二期

工程

，

在



年



月到



年



月的



个月里

，

研制出电台样机

。

与此同时进行软件无线电技术研究的还有



项目和



计划

(























。

前者由美国麻省理工学院进行研究

，

主要基于工作站

或



机对信号进行处理

，

来实现软件无线通信

。

由于



机的计算处理能力相对不足

，

所以即

使联合若干台机器来实现分布式处理

，

能达到的带宽还是十分有限

。

但是该研究使得无线电通

信系统和其他计算机应用平台变得十分类似

，

开发和试验软件十分方便

。



由



大

学负责研究

，

主要针对无线异步传输模式

(







设计

，

能随无线环境的变化自适应

改变链路层和网络层以实现快速部署的高速无线通信系统

。

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

窝通信系统还是即将登场的第三代移动通信系统

，

都有多种接口标准

，

这给全球通信造成了

一定困难

。

我们知道

，

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

，

一般只适用于单一工作模式

。

当然就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⑺亠呦

。

欧洲的



计划就是研究如何把软件无线电

技术应用于新一代的



系统

。

它包括





























、



























、



















、



















等子项目

，

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

。

随着无线网路的发展

，

各种无线电功能

、

组成和设计规范不断出现

。

特别是未来无缝多模

式网路要求无线电终端和基站具有灵活的



频段

、

信道接入模式

。

数据速率和应用功能

。

软件

无线电可以通过灵活的应变能力提高业务质量

。

同时软件无线电结构简化了硬件组成

，

提供了

快速适应新出现的标准管理方式

。

无线电接入点

、

小区和无线数据骨干网等这些基本设施结构

可以通过安装新编程的软件满足不断变化的标准

，

而不用更换新的硬件设备

。

总之

，

任何一个

希望接入多种无线电模式的使用者

，

都能成为未来软件无线电系统的潜在用户

。



软件无线电的基本结构

软件无线电决定性的步骤

，

是将





(和



变换器尽量向射频端靠拢圍(如图所

示)

。

应用宽带天线或多频段天线

，

并将整个中频频段作



变换

，

这之后整个的处理都用可

编程数字器件特别是软件来实现

。

它的结构图显示在图



我们可看出

，

这样一个体系结构

具有非常大的通用性

，

对解决上面提到的问题有很大的潜力

，

可用来实现多频段

、

多调制方式

和多址方式

，

构成多体制的通用无线通信系统

。

从图



・



中可看出

，

所谓软件无线电

，

其关键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

，

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





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