软件无线电信道化接收机模型的研究报告
基于DSP的软件无线电接收机研究与实现的开题报告
基于DSP的软件无线电接收机研究与实现的开题报告一、研究背景和意义随着科技的不断发展，无线电通信得到了广泛的应用和发展。
软件无线电技术（SDR）作为一种新型无线电技术得到了广泛的关注和研究。
DSP（数字信号处理器）作为SDR技术的核心，应用越来越广泛。
DSP 有高速运算能力，对信号的采样、处理效能很高，更适合于数字信号的处理。
本课题旨在研究基于DSP的软件无线电接收机的设计和实现。
通过研究和设计一个基于DSP的软件无线电接收机，能够达到较高的接收信噪比和更好的性能，实现高速度和高效率的数字信号处理。
例如，通过改变软件的信号参数，可以实现各种通信标准的接收，如GSM、WCDMA或LTE等。
该技术在无线通信中的应用具有很大的潜力，可以应用于无线电通信、机载遥感等多个领域。
二、研究内容和方法本课题将基于DSP开发一个数字信号处理软件。
主要研究内容包括：1）设计软件无线电接收机的硬件原理和基本原理；2）研究DSP在软件无线电接收机中的应用，了解DSP的信号处理原理；3）实现基于DSP的软件无线电接收机，实现数字信号处理功能。
本研究将采用以下方法实现对上述内容的研究：1.对软件无线电接收机的工作原理和基本原理进行研究，了解其模块结构和主要的功能模块，确定DSP在其中的应用。
2.深入研究DSP的信号处理原理，了解DSP的工作模式、算法和接口，并学习在不同的应用中如何使用DSP。
3.根据DSP的性能特点、代码结构和处理能力，设计和实现基于DSP的软件无线电接收机。
三、研究目标和预期成果本研究的目标是设计出一个能够满足通信标准的基于DSP的软件无线电接收机。
在分析和熟悉DSP原理的基础上，结合实际的实现，达到以下预期目标：1.了解软件无线电接收机的硬件原理和基本原理，能够熟悉其各个模块的功能和工作原理。
2.掌握DSP在软件无线电接收机中的应用方法，能够熟悉DSP的信号处理原理。
3.实现基于DSP的软件无线电接收机的数字信号处理功能，尽可能满足通信标准的接收。
软件无线电技术实验报告_实验三
E、将示波器分别观测实验平台TXI和TXQ端口，通过示波器观察输出波形和频谱。
根据示波器上产生波形的频谱图，观察并记录发送波形经上变频后的频谱特征：
2．数字上/下变频扩展实验
A、在ISE中编译uc_dc工程，然后通过JTAG仿真口将比特文件下载到FPGA中；
电子科技大学
实验报告
学生姓名：李志学号：2011019070023指导教师：沈莹
邮箱：634897551@
一、实验室名称：通信信号处理及传输实验室
二、实验项目名称：数字上下变频
三、实验原理：
1、数字上/下变频的理论基础
通常的无线通信都是通过载波调制信号来实现。这意味着产生了数字基带信号后，需要将信号通过数模（DA）转换，由射频端调制到某个载波频段进行发送。这个将基带信号调制到高频载波频段的过程就称为上变频。反之，在接收机端将模数（AD）转换后的高速率高频带数字信号转换为低速率的基带信号，即将中频或者高频信号搬移到基带或者低频波段的过程就称为下变频。
1.数字上/下变频基础实验
通过实验平台的菜单窗口提示，利用键盘选择菜单内容，逐级进入该实验操作界面，根据操作步骤的提示，利用示波器在指定接口进行输出信号波形观察。具体步骤如下：
检查实验平台左上方和右下方的Power Switch是否处于关闭（OFF）状态；
检查实验平台的电源线是否连接正确，若连接正确，实验平台右下方的Power Ready指示灯会亮起；
因此，上变频和下变频的概念分别是指把信号搬移到更高或更低的频率上。这可以通过信号 与一个复旋转向量相乘得到，结果为：
（3.1）
其中， 代表搬移的频率，通常称为载波频率。
复数信号的实部和虚部也可以分别称做同相分量或正交分量。
《2024年无线通信系统的信道建模与仿真研究》范文
《无线通信系统的信道建模与仿真研究》篇一一、引言随着科技的不断发展，无线通信系统在人们的生活和工作中发挥着越来越重要的作用。
而信道作为无线通信系统中的重要组成部分，其建模与仿真研究对于提高系统的性能和可靠性具有重要意义。
本文旨在探讨无线通信系统的信道建模与仿真研究，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、无线通信系统信道建模无线通信系统的信道建模是信道仿真研究的基础。
根据无线信道的特性，我们可以将其分为多种类型，如多径信道、时变信道等。
其中，多径信道是最常见的一种，其特点是由于无线电波的反射、散射和折射等作用，导致信号在传输过程中产生多条路径。
在信道建模过程中，我们需要考虑多种因素，如信号的传播环境、多径效应、衰落等。
针对这些因素，我们可以采用不同的建模方法，如基于统计的建模方法和基于物理过程的建模方法等。
这些方法可以有效地模拟无线信道的特性，为后续的仿真研究提供可靠的模型基础。
三、信道仿真方法信道仿真方法主要包括离散时间仿真和连续时间仿真两种。
离散时间仿真适用于对信道进行快速评估和算法验证，而连续时间仿真则能更准确地模拟信道的实际传输过程。
在仿真过程中，我们需要根据具体的信道模型和仿真需求选择合适的仿真方法。
此外，为了更真实地模拟无线信道的特性，我们还可以采用基于实际测量数据的信道模型。
这些模型能够更准确地反映无线信道的实际传输情况，有助于提高仿真结果的准确性和可靠性。
四、仿真研究应用无线通信系统的信道建模与仿真研究在多个方面具有重要的应用价值。
首先，它可以用于评估不同无线通信系统的性能和可靠性，为系统设计和优化提供依据。
其次，它还可以用于研究新的无线通信技术和算法的性能表现，为相关研究提供参考。
此外，信道建模与仿真研究还可以用于预测无线通信系统的未来发展趋势和市场需求，为企业的战略规划和产品开发提供支持。
五、结论无线通信系统的信道建模与仿真研究是提高系统性能和可靠性的重要手段。
通过建立准确的信道模型和采用合适的仿真方法，我们可以更真实地模拟无线信道的传输过程，为相关领域的研究和应用提供可靠的依据。
基于软件无线电技术的通信信号接收与数据采集系统研究
基于软件无线电技术的通信信号接收与数据采集系统研究近年来，随着移动通信技术的快速发展，软件无线电技术成为了通信技术领域的一种重要技术手段。
软件无线电技术利用数字信号处理和计算机技术对无线电信号进行处理和解码，使得通信系统的灵活性和可控性大大提高。
在这其中，通信信号接收与数据采集系统是软件无线电技术的核心。
本文将介绍基于软件无线电技术的通信信号接收与数据采集系统的研究。
一、系统概述基于软件无线电技术的通信信号接收与数据采集系统，是由无线电信号接收模块、信号解码模块和数据采集模块三部分组成的。
其中，无线电信号接收模块主要负责接收各种无线电信号，信号解码模块则将接收到的模拟信号转化为数字信号，实现信号的解码与处理，数据采集模块则用于将处理后的数据存储和分析。
二、系统原理基于软件无线电技术的通信信号接收与数据采集系统，其原理主要基于无线电波的传输和数字信号处理技术。
无线电信号接收模块通过使用射频前端芯片，将接收到的信号转换成中频信号，再通过模数转换器将中频信号转换成数字信号。
信号解码模块分为信号解调和解码两个部分。
信号解调部分是将数字信号解调为基带信号，解码部分是将基带信号进行解码，生成有用的信息。
数据采集模块将解码后的数据进行存储和分析，实现数据的处理和应用。
三、系统特点基于软件无线电技术的通信信号接收与数据采集系统，具有以下特点：1、适用范围广。
该系统可适用于几乎所有的通信信号接收及数据采集，包括载波、数字信号等。
2、信号采集高精度。
系统采用高速、高精度的采样器，能够对信号进行高效率的采集和处理。
3、软件调控灵活。
系统的控制软件采用模块化设计，可以方便地进行扩展和修改，以适应各种不同的应用场景。
四、应用领域基于软件无线电技术的通信信号接收与数据采集系统，其应用领域非常广泛。
例如，可以用于气象探测、地震监测、无线电侦听等领域。
同时，也可以在航空航天、通信、军事等领域中得到广泛的应用。
总之，基于软件无线电技术的通信信号接收与数据采集系统，是一种具有广泛应用前景的新兴技术。
《2024年无线通信系统的信道建模与仿真研究》范文
《无线通信系统的信道建模与仿真研究》篇一一、引言无线通信系统是现代信息社会的重要基础设施，它支持着日益增长的数据传输需求。
为了更好地理解无线通信系统的性能和优化其设计，对信道建模与仿真研究显得尤为重要。
本文将深入探讨无线通信系统的信道建模及仿真研究，以期为无线通信技术的发展提供一定的理论依据和实践指导。
二、无线通信系统信道建模1. 信道类型与特性无线通信系统的信道可以划分为多种类型，如视距信道、非视距信道、多径信道等。
这些信道具有不同的传播特性和影响通信质量的因素。
为了准确描述信道的传播特性，需要建立相应的信道模型。
2. 信道建模方法（1）统计性信道模型：基于实测数据的统计性信道模型，能够反映信道的统计特性，如多径效应、衰落等。
（2）确定性信道模型：根据电磁波传播理论，建立信道的物理模型，能够更准确地描述信道的传播特性。
三、无线通信系统仿真研究1. 仿真软件与工具为了进行无线通信系统的仿真研究，需要使用专业的仿真软件和工具。
这些软件和工具能够模拟无线通信系统的各种环境和条件，以便对信道模型进行验证和优化。
2. 仿真流程（1）根据信道模型设定仿真参数；（2）建立仿真环境，包括传播环境、干扰因素等；（3）进行仿真实验，记录数据；（4）分析仿真结果，优化信道模型。
四、信道建模与仿真的应用1. 信号处理与优化通过信道建模与仿真，可以更好地理解信号在信道中的传播过程，从而对信号进行处理和优化，提高通信质量。
2. 系统设计与优化信道建模与仿真能够帮助设计人员更好地理解无线通信系统的性能和限制，从而进行系统设计和优化。
同时，仿真结果还可以为实际系统的部署和运维提供参考。
五、研究展望随着无线通信技术的不断发展，信道建模与仿真研究将面临更多的挑战和机遇。
未来研究方向包括：1. 更加精确的信道模型：随着电磁波传播理论的不断完善，需要建立更加精确的信道模型，以更好地描述信道的传播特性。
2. 人工智能与机器学习在信道建模与仿真中的应用：利用人工智能和机器学习技术，可以提高信道建模与仿真的效率和准确性，为无线通信系统的设计和优化提供更有力的支持。
软件无线电实验报告
软件无线电实验报告软件无线电实验报告引言：软件无线电（Software Defined Radio，简称SDR）是一种新兴的无线通信技术，它通过软件来实现无线电信号的处理和调制解调。
相比传统的硬件无线电，SDR具有更高的灵活性和可配置性。
本实验旨在通过搭建一个简单的SDR系统，探索其原理和应用。
一、实验目的本实验的目的是搭建一个基于SDR的无线通信系统，并通过实际操作来了解SDR的工作原理和应用场景。
具体实验目标如下：1. 理解SDR的基本原理；2. 学习使用SDR平台进行信号处理和调制解调；3. 实现简单的无线通信功能。
二、实验环境和工具1. 硬件设备：电脑、SDR硬件平台（如RTL-SDR等）；2. 软件工具：SDR软件平台（如GNU Radio等）。
三、实验步骤1. 搭建SDR硬件平台：将SDR硬件连接至电脑，确保硬件设备正常工作；2. 安装SDR软件平台：根据硬件平台的要求，下载并安装相应的SDR软件平台；3. 配置SDR软件平台：根据实验需求，设置SDR软件平台的参数，如采样率、中心频率等；4. 实现信号接收：使用SDR软件平台接收无线电信号，并通过可视化界面展示信号的频谱特征；5. 实现信号处理：使用SDR软件平台对接收到的信号进行处理，如滤波、解调等；6. 实现信号发送：使用SDR软件平台将处理后的信号发送出去，构建一个简单的无线通信链路；7. 进一步实验：根据实际需求，深入研究SDR的其他应用领域，如无线电频谱监测、无线电定位等。
四、实验结果与分析通过搭建SDR系统并进行实验操作，我们成功实现了无线信号的接收、处理和发送。
在信号接收方面，我们能够准确地捕获无线电信号，并通过频谱分析工具展示信号的频谱特征。
在信号处理方面，我们可以使用SDR软件平台提供的各种信号处理模块对接收到的信号进行滤波、解调等操作。
在信号发送方面，我们可以将处理后的信号通过SDR软件平台发送出去，实现简单的无线通信功能。
软件无线电接收机同步技术研究的开题报告
软件无线电接收机同步技术研究的开题报告一、研究背景随着计算机技术和通信技术的快速发展，软件无线电技术得到了迅猛发展。
软件无线电接收机同步技术是其中一个重要的研究方向。
软件无线电接收机同步技术是指接收机在噪声环境下通过接收信号的旋转钟控制信号相位与同步参考信号相位对齐的过程，使接收机能够正确地解调接收到的信号。
同步技术在无线电通信中十分重要，它直接影响到接收机的性能和可靠性。
传统的同步技术往往需要使用硬件电路或特殊的芯片来实现，不仅造成设备成本增加，而且会增加设备的功耗和复杂度。
而使用软件实现同步技术可以降低硬件成本、提高硬件的灵活性和可编程性，因此软件无线电接收机同步技术研究的意义十分重大。
二、研究目的和意义本研究旨在针对软件无线电接收机同步技术开展深入研究，探究如何通过算法优化来提高接收机的同步性能。
具体研究目标如下：1.探究同步误差的来源，分析影响同步性能的因素，如时钟不稳定、噪声干扰等；2.研究现有的软件无线电接收机同步技术并对其进行比较和评估，如最大似然估计、卡尔曼滤波等；3.提出一种优化的同步算法，并通过仿真实验证明其性能优势。
本研究的结果将有以下意义：1.为软件无线电接收机的同步研究提供新思路和方法，推进技术发展；2.提高软件无线电接收机的性能和精度，增强通信系统的可靠性和稳定性；3.为相关行业的研究人员提供参考，促进无线电通讯领域的技术进步。
三、研究内容和方法研究内容主要包括软件无线电接收机同步技术的基本原理、同步算法的分类和评估、同步误差源的分析和优化算法的设计等。
具体方法如下：1.文献综述：收集并分析相关文献，了解和评估现有的同步算法，梳理同步误差源和算法的关系；2.理论分析：运用数学理论和信号处理理论，分析同步误差源和排除方法，设计并优化同步算法；3.仿真实验：使用Matlab等软件，通过仿真实验验证算法的性能和精度，并与现有算法进行比较和评估；4.结果分析：对仿真结果进行分析，并对算法的优化方向提出建议。
信道化数字接收机技术的研究
电．圈匾占
叫五卜如
图２－６ Ｃａ）多相抽取器的～般结构
图２－６（ｂ）多相抽取器的转换器结构
２．３．３．２多相内插
设ｈＬＰ（ｎ）是ＦＩＲ滤波器，长度为Ｎ，且Ｎ＝Ｐ·，。由图２—５可知，内插过程可
以表示为：
Ｎ－｜
ｙ（ｍ）＝∑ｈ。ｑ）ｘ，沏一，）
Ｉ＝０
（２—１０）
第二章数字接收机的相关理论
，一ｌ Ｐ—ｌ
２．４．１数字混频正交变换
数字混频正交变换是数字下变频经常使用的实现方法，它包括数字混频正交 变换、数字滤波及抽取等。其中数字混频正交变换部分完成频谱搬移到基带工作，
电子科技大学硕士学位论文
抽取可以降低数据率，而数字滤波则用来解决信号抽取后可能发生的混叠问题。 基于数字混频正交变换的数字接收机结构框图如图２－８所示：
：ｄ（。），ｃ。ｓ【２万！！！罢；旦”＋妒（＂）】
嘞（”）ｃ。ｓ（塑岩翮）一ｘ蹿∽ｓｉｎ（掣鳓
式孛，苫８，（Ｈ）＝ａ（ｎ）ｃｏｓ《ｏ（ｎ）
ｘ船（ｎ）＝ａ（ｎ）ｓｉｎ烈拎），可褥：
（２．１３） （２－１４）
（２．１５）
电子科技大学硕士学位论文 ｘ（２ｎ）＝ＸＢＩ（２ｎ）ｅｏｓ［（２ｍ＋１）册】一ＸＢＩ（２ｎ）·（一１）”
设ｈ。（疗）是ＦＩＲ滤波器，长度为Ｎ，ＲＮ＝Ｐ·Ｄ。由图２－４可知，抽取过程的
时域关系可以表示为：
Ⅳ一１
ｙ（删）＝∑ｈ。（ｔ）ｘ（ｍＤ一，）
Ｉ＝０
（２—７）
Ｄ—ｌ，一ｌ
令，＝ｉＤ＋ｋ，则：ｙ（卅）＝∑∑ｈｚｅ（ｉＤ＋ｋ）ｘ（（ｍ—ｆ）Ｄ一女）
（２—８）
定义：ＰＩ（ｆ）＝向＂（ｉＤ＋ｋ），Ｘｋ（ｆ）＝ｘ（ｉＤ—ｋ），贝０有：
这种接收机用于信号未知的电子战侦察中，会存在以下问题： １、无法进行全概率信号截获，尤其是对信号持续时间短的”突发”通信信号、 跳频通信信号、自适应通信信号等，截获的概率将更低。很明显，如果用作搜索 的设备速度不够快，就会丢失信号而产生漏警。 ２、测频精度对信号的接收有很大的影响，造成带内信息损失，信噪比恶化， 甚至导致信号完全丢失。然而信号侦察面对非合作信号，测频精度不可避免受外 界因素影响，无法保证绝对准确。 随着抗干扰通信体制的广泛应用，实现全概率信号的截获的接收机是非常需 要的。信道化接收机就是这样一种可以解决上述问题，实现全概率信号截获的接 收机。信道化接收机的基本原理是用多个带通滤波器接收信号，各滤波器通带分 别接收监视带内相应频率分量。该方法不需要目标信号的中频信息，具有并行处 理能力。 早期信道化接收机均采用模拟方法，模拟信道化接收机信道不均衡性无法克 服，并且系统复杂程度随着信道数增大，体积巨大，成本较高。近几年，随着ＶＬＳＩ 和ＤＳＰ技术的飞速发展，数字信道化技术得到了越来越广泛的应用。在基于软件 无线电思想的信道化数字接收机中，信道化由数字电路来实现，可以有效地解决 信道不均衡的问题，能最大程度地简化接收设备。
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软件无线电信道化接收机模型的研究课程名称：数理统计院 (系) ：计算机与通信学院学号： S0*******姓名：许名松2009年6月26日软件无线电信道化接收机模型的研究摘要：本文首先分别就单通道软件无线电接收机数学模型和并行多通道软件无线电接收机数学模型进行了分析。
在此基础上，再针对软件无线电接收机存在的主要问题提出了软件无线电信道化接收机模型的概念，并且构建了复、实信号多相滤波器组信道化接收机数学模型。
最后还对实信号多相滤波器组信道化接收机数学模型进行了仿真。
关键词：软件无线电接收机，软件无线电,数学模型1.软件无线电的三种结构形式在软件接收机的前端，A/D 起着关键作用，因为A/D 不同的采样方式决定了射频处理前端的组成结构，也影响了其后DSP 平台的处理方式和对处理速度的不同要求；而且A/D 的性能也严重制约整个软件无线电性能的提高。
对应A/D 对射频模拟信号的不同采样方式，我们可以总结出图1所示的四种典型的软件无线电结构：全宽开射频低通采样软件无线电结构、射频直接带通采样软件无线电结构、中频低通采样软件无线电结构、宽带中频带通采样软件无线电结构，后两种结构很相似归一为图1c ）由于软件无线电的工作频段位于0.1MHz~2GHz 之间，射频全宽开的低通采样软件无线电结构对于某些工作频段较高的场合显然是不适用的。
若最高频率f max ＝2GHz ，考虑到前置超宽带滤波器的矩形系数r ＝2时，即使允许过渡带混叠，最低采样速率也应满足：f s ≥(r+1)f max ＝6GHz如此高采样速率的ADC 和DAC 目前显然是无法实现的，尤其是当需要采用大动态、多位数器件时就更加困难。
而且对这种前端完全宽开的软件无线电，即前置滤波器带宽为整个工作带宽，由于同时进入接收通道的信号数大幅度上升，对动态范围的要求就更高，给工程实现带来了极大的难度。
所以，射频全宽开的低通采样软件无线电结构一般只适用于工作带宽不是非常宽的场合，例如短波HF 频段(0.1MHz ～30MHz)或者是超短波VHF图1.1a ） 射频全宽开低通采样软件无线电结构频段(30MHz～100MHz)，尤其是HF频段，根据目前的器件水平采用这种结构来实现是有可能的，因为此时要求A/D变换器的采样速率为100MHz以内，目前14位的A/D已基本达到了这个要求。
图1.1b）射频直接带通采样软件无线电结构基于带通采样的射频宽开软件无线电结构，采用带通采样原理，使用一个主采样频率，若干个“盲区”采样频率来实现对整个工作频段的采样数字化。
它的特点是采样速率不高，对A/D及后续DSP的要求比较低，但从硬件结构来看却非常接近于理想的软件无线电。
而且整个前端接收通带并不是全宽开的，而是先由窄带电调滤波器选择所需的信号，然后进行放大，再进行带通采样，这显然有助于提高接收通道信噪比，也有助于改善动态范围。
这种结构的缺点是要求A/D器件要有足够高的工作带宽，或者说A/D中采样保持器及放大器的性能要高，而目前10位以上的A／D也只能工作在1GHz左右。
另外，窄带电调滤波器也是这种结构的软件无线电的关键部件，虽然已有商品上市，但其工作带宽还不够宽，如果要求工作带宽很宽(如0.1MHz～2GHz)则必须分几个，十几个分频段来实现，实现起来还是有相当难度的。
该结构另一个缺陷就是需要多个采样频率，增加了系统的复杂度。
把图1b)与图1a)比较可见，两者的最大不同点是前置滤波器的差异，前者采用了窄带电调滤波器，而后者是宽带滤波器；另外就是A/D的采样速率不一样，前者为中高速采样(100MHz以内)，而后者为超高速采样，取决于最高工作频率。
最后就是对DSP 的处理速度要求不一样，前者要求低，后者要求高，如果要求工作带宽很宽，后者往往是无法实现的。
由以上分析可以看出，射频直接带通采样的软件无线电结构实现起来要容易得多，可行的多。
中频低通采样软件无线电结构和射频宽开的低通采样无线电结构一样，在工作频段较高的情况下，要求ADC有足够高的采样速率；在工作频段较低的情况下，又需要复杂的射频前端电路。
所以和中频带通采样软件无线电结构相比，就明显处于劣势。
f0＝(2n+1)f s/4图1.1c）宽带中频带通、低通采样软件无线电结构宽带中频带通采样软件无线电结构与常规的超外差无线电台是类似的，但两者的本质区别是中频带宽不一样。
常规电台的中频带宽为窄带结构，而软件无线电的中频带宽为宽带结构。
由于中频带宽宽不仅使前端电路（如本振等）设计得以简化，信号经过接收通道后的失真也小，而且与常规窄带超外差电台相比，这种宽带中频结构再配以后续的数字化处理，使其具有更好的波形适应性，信号带宽适应性以及可扩展性。
这种软件无线电的缺陷是射频前端(ADC前、DAC后的模拟预处理电路)比较复杂，它的主要功能是把射频信号变换为适合于A/D采样的宽带中频信号或把D/A输出的宽带中频信号变换为射频信号。
然而通过相对复杂的射频前端把高频信号变换为中心频率适中、带宽适中的宽带中频信号后，给后续的A/D采样数字化大大减轻了负担。
这与前两种软件无线电结构相比不仅不需要第一种结构所要求的超高速采样，也不要求第二种结构所需的高精度、高工作带宽所要求的采样保持放大器，使A/D转换电路的设计大大简化，这是射频前端复杂性所带来的好处。
在A/D器件无法满足要求的情况下，增加一点复杂性也是值得的，况且这种宽带射频前端与窄带超外差前端相比还是相对要简单一些，无疑是近期软件无线电一种较可行的设计方案。
宽带中频带通采样软件无线电结构的等效数字谱：软件无线电前端不同的A/D采样方式决定了不同的软件无线电接收机的结构，但采样后的数字谱均可等效为总带宽为f s/2的基带谱，是中心频率为f s/4的非零中频信号，其中f s为ADC采样速率，有效带宽为B0，接收机采样后数字谱结构如图1.2所示。
2.软件无线电接收机数学模型软件无线电接收机的数学模型主要包括单通道软件无线电接收机数学模型和并行多通道软件无线电接收机数学模型两部分内容。
单通道软件无线电接收机模式，即在同一时刻只能接收所选择的一个信道的信号进行接收解调分析，不能同时接收多个信号。
单通道软件无线电接收机后端的典型结构如图2.1所示，经接收机前端采集的数据继续要进行下一步的信号检测、同步获取、解调、解密、纠错、网络管理等处理过程。
由于在当前器件水平下，DSP 的每秒运算量难以满足直接进行后续处理的要求，所以需要有关键的预处理部分，即数字下变频部分（Digital Down Converter ）。
其功能是将高速中频信号转变成低速基带信号，以解决DSP 平台处理速度有限所导致的困难。
2.1 单通道软件无线电接收机数学模型单通道软件无线电接收机模式，即在同一时刻只能接收所选择的一个信道的信号进行接收解调分析，不能同时接收多个通道的信号。
单通道软件无线电接收机后端的典型结构如图2.2所示，经接收机前端采集的数据要继续进行下一步的信号检测、同步获取、图1.2软件无线电接收机采样数字谱结构图fs s DDC射频部分数字部分图2.1 典型的软件无线电接收机解调、解密等处理过程。
由于软件无线电功能全部由软件实现，因此运算量很大。
例如中频的数字处理：12.5MHz 的移动蜂窝波段用30.72MHz 采样率采样，将频率搬移、滤波和抽取，对每个样本至少要作100次以上操作，这等于3000MIPS 的处理要求。
但价格适宜、实际可用的DSP 一般只有几百MIPS ，因此需要采用数字下变频(Digital Down Converter ，DDC)技术，其功能是是将高速中频信号转变成低速基带信号，以解决DSP 平台处理速度有限所导致的困难。
数字下变频的基本功能是从输入的宽带高速数据流的数字信号中提取所需的窄带信号，将其下变频为数字基带信号，并转换成较低的数据流，数字下变频的基本模型如图2.3所示。
高速ADC 的输出信号送入数字下变频器，经带通滤波器滤除其它干扰信号，然后在中频直接处理或先频谱搬移到基带再进行信号的解调、解码处理。
仅对ADC 输出的数据进行带通滤波所耗费的运算量就特别大，如信号的数字化采样率为30.72MHz ，滤波器为33阶FIR 滤波器，则滤波操作需要1013M 次乘法和980M 次加法，常规DSP 难以承受。
所以通常用专用集成芯片，如HSP50016来实现，但专用芯片的成本较高，而且灵活性较差。
基于多相滤波的数字下变频处理器结构，使其运算量减少到原来的1/D ，则通常的DSP 就可以完成这一计算任务。
图2.2 典型的单通道软件无线电接收机(n )(n )图2.3 单通道软件无线电接收机的数学模型图2.3中，采样后的调制信号S (n )经过正交混频、低通滤波后得到同相和正交分量。
要注意，低通滤波器的通带截止频率f P 应为I (n )和Q (n )的频谱分量中的最高频率；而其阻带截止频率f A 应小于信道间隔的一半，以消除邻道干扰的影响。
滤波后的同相和正交分量的带宽由f s /2变为f A ，且f A <<f s /2，因而可以对I (n )和Q (n )进行D ＝f s /2f A 的抽取来降低数据率，从而减轻后续信号处理的负担。
可以看出，低通滤波器和后续的抽取器构成了一个标准的抽取系统，可以根据变采样率系统结构的互易性进行系统分析，由此对FIR 低通滤波器进行多相分解。
设滤波器为r 阶，其传输函数为：∑--=1)()(r n n z z h z H (2.1)令r ＝Di ，i 为整数，则该低通滤波器的多相表示为：()∑∑∑∑---=----=---=-=-++++++=1101111)())(1())(1())(0()(r nkD k i n n D D i n nD i n nD z zE z D nD h z znD h zz nD h z H (2.2)此时E k (z D )是H (z )的多相分量，其表达式为：10,1,k ))(()(10-=+=∑-=-D z k nD h z E i n n D Dk (2.3)根据多相滤波结构原理,将滤波器多相分量与抽取操作进行互换,则滤波器的滤波操作运算量减少到原来的1/D 。
在数字下变频处理中，可先将ADC 的输出数据分成D 段存储，然后将D 段输入数据经过数字混频器完成频率搬移。
接下来，根据数字下变频的子带选择的要求，确定低通滤波器的单位冲击响应H (z )，并根据选择的子带的频带宽度、带内平坦度、滚降和对临近子频带的抑制等要求，选择抽取比D 、滤波器阶数N 和相应的窗函数。
再根据式(2.3)进行多相分解，得到H (z )的多相分量，然后再进行求和操作即可。
另外，若软件无线电接收机前端为带通采样结构，则通过第二章的推导可以得到图2-4所示的多相滤波正交处理结构，但要求A/D 的采样频率f s 精确满足带通采样定理，然后通过正交滤波得到采样率减半的同相和正交分量，且省去了两个正交本振信号。