在本文档中,主要讨论了一种基于FPGA的改进的正交解调算法,这种算法广泛应用于软件无线电系统中。软件无线电是一种利用软件来实现无线通信中大部分功能的技术,其核心思想是将宽带A/D转换尽可能地靠近射频天线,以实现各种通信功能。在软件无线电系统中,调制解调技术对于通信质量有着重要的影响,而不同的调制与解调技术则主要依赖于软件算法的实现。
传统的数字相干解调需要对每个采样值进行两路乘法和高阶低通滤波,计算量大,速度要求高。虽然数字下变频器(DDC)可以缓解计算速度的问题,但是其价格昂贵、功耗大,且在功能和结构上缺乏灵活性。因此,本文提出了一种新的正交解调算法,这种算法能够以较小的计算量在现场可编程逻辑阵列(FPGA)中实现,而且解调质量好,适用于软件无线电接收机。
在软件无线电接收机上,通常采用宽带中频采样对A/D转换后的信号,通过多相滤波的方法得到两路正交信号,然后对这两路信号进行运算,解调出基带信号。这一过程涉及到了数字正交变换技术,包括信号的同相分量和正交分量的抽取,以及通过内插时延滤波器来同步两路信号。
具体来说,算法首先定义了输入信号的采样序列,并通过数学推导得到了两路正交离散序列。在实际应用中,可以通过框图所示的数字正交变换,再利用不同的软件解调算法对不同的调制信号进行解调。例如,振幅调制信号(AM)的解调可以通过计算输入信号的瞬时幅度值序列来实现,而相位调制信号的解调关键在于确定其相位变化,通过运算可以得到调相信号的瞬时相位。
改进的正交解调算法的核心优势在于解调质量和计算量小,这使得它在软件无线电接收机中有很好的应用前景。通过性能分析,证实了算法适合在软件无线电接收机中使用。
关键词“软件无线电”和“现场可编程逻辑阵列”揭示了这一算法所处的技术环境和应用场景。而“正交解调”则直接指明了算法的技术范畴。
文章还提及了中图分类号TN92,这是一种通常用于指代无线电通信、电信技术等领域的分类号。这种分类号在学术文献的检索和分类中起到了重要作用,有助于读者快速定位到感兴趣的领域。
在引言部分,提到了软件无线电概念的提出者Joe.Mitola,以及该技术发展的历史和基本思想。这一切都是为了更好地理解正交解调算法在其技术体系中的位置和作用。
整体而言,本文档提供的是一种在软件无线电领域具有创新性的正交解调算法,它通过优化处理过程和提升算法效率来适应FPGA平台的特性,对提升通信质量具有重要意义。同时,该算法的研究也是软件无线电技术向更高效率和更低功耗方向发展的体现。