软件无线电GPS接收机的DSP实现与优化
软件无线电中DSP应用模式的分析

软件无线电中DSP应用模式的分析摘要:软件无线电是未来移动通信的一个重要研究方向。
系统地介绍了软件无线电的特点及其体系结构,并结合DSP芯片TMS320C541分析了它的一种应用模式。
关键词:软件无线电数字信号处理器(DSP) VME(Virtual Machine Environment)总线软件无线电是基于同一硬件平台上,安装不同的软件来灵活实现多通信功能多频段的无线电台,它可进一步扩展至有线领域[1]。
其主要特点如下:·系统功能软件化:软件无线电将A/D变换尽量向射频端靠拢,将中频以下全部进行数字化处理,以使通信功能由软件来控制,系统的更新换代变成软件版本的升级,开发周期与费用大为降低。
·系统结构实现模块化:采用模块化设计,模块的物理和电气接口技术指标符合开放标准。
同类模块通用性好,通过更换或升级某模块就可实现新的通信功能。
·利于互换:不同的通信系统都基于相同标准的硬件平台,只要加载相应的软件就可完成不同的电台与不同系统之间的互联。
·系统监控方便:由于软件无线电至少在中频以后进行数字化处理,通过软件就可很方便地完成宽带天线监控、系统频带调整、信道监测与自适应选择、信号波形在线编程、调制解调方式控制及信源编码与加密处理。
软件无线电通信随着DSP技术的发展和应用的成熟,特别是低功耗DSP芯片的出现,使软件无线电的应用研究成为热点。
国外软件无线电的发展较早,美国ARPA早已提出了其相关的计划作为美陆海空的共用通信系统,其中多频段多模式电台(MBMMR)是该计划的主要组成部分。
国内也有一些相应产品出现,但都采用浮点DSP芯片TMS320C40来实现高速数据交换与处理。
而’C40功耗较大,目前应用还需改进与完善。
本文就软件无线电的体系结构以DSP芯片TMS320C541构成模式为基础对其作一分析和探讨。
1 软件无线电的体系结构软件无线电具有系统结构通用、功能实现软件化和互操作性好等一系列优点。
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。
基于DSP的软件无线电直扩接收机的设计与实现

() 4 码环样采取差频技术,该技术能在不提高采样率的前 提下提高跟踪精度可达7 n。 . s 对应距离误差为2 m 7 . . 3 ()载波环采用大步进搜索技术,能在较大的多普勒频移 5
的环境中,较短时间内捕获载波信号。
4 结束语
实现软件无线电的关键就是要使系统的硬件平台具有可重 构与可编程性。 该接收机从中频后采用全数字化设计, 并且采用 可编程的器件 D P与 FG S P A实现数字信号的处理。通过加载不 同的软件就可以实现不同参数的直扩信号的解调, 具有极大的灵
存储的 接数字 成D S r t t Snes 技 其具 直 合 D (ic i a yts) 术。 D e Dg l h i i
有频率转换时间短、 频率分辨率高、 输出相位连续、 相位噪声小 及可编程等突出特点,在通信和雷达领域中得到了广泛的应用。 本系统采用的N O就是一个典型代表。它具有频带宽、接口 C 简 单、 功耗低等优点, 在参考时钟比较精确的情况下,能产生频率 和相位均可调的稳定正弦波。它和 D P配合使用可以直接完成 S BS PK等多种扩频调制。 2 数据处理单元 . 3 数据处理单元采用 Vrx ie E系列的静态 R M 型 F G ( t A PA 现 场可编程阵列)芯片,属于可编程专用集成电路 A Io A S FG C P 是由大规模通用逻辑门 组成的宏单元, 各宏单元之间具有可控连 线矩阵, 通过编程控制这些连线矩阵两两之间的通断和逻辑门的 特性、 进行任意的组合,即可实现各种不同的功能。 软件平台可 对功能电 路进行编程、 编译、 仿真和控制等, 形成比 特文件存放 在F G P A外部的存储器中。 每次工作或参数、 模式改变时, 可通 过存储器进行重新配置。 P A实现时, 用F G 要综合考虑芯片内部 资源利用情况与综合后的运行速率问题。设计时利用 V D H L硬 件描述语言进行设计。 H L语言描述能力强、 VD 覆盖面广、 抽象 能力强、可读性好。利用 V D H L语言可以大大减轻设计工作强 度, 提高设计质量, 减少出错机会。
基于DSP软件无线电解调算法

频谱分析等都可以采用信号处理算法来实现。
本节着重以DSP解调算法为例,介绍软件无线电接收机中信号处理算法的DSP实现。
1.软件无线电解调算法通用模型软件无线电的几乎所有功能都将用软件来实现,解调也不例外。
软件无线电的解调一般采用相干解调的方法。
数字相干解调的方法从原理上讲和模拟相干解调是一样的。
常见于模拟解调电路的相干解调法(指用一个同相同频的本地载波去相干解调),当同频同相不满足时,解调输出会严重失真。
例如,在移动通信中,接收的信号受到严重衰落时,提取出来的载波质量往往达不到要求,特别是在多普勒效应等引起的偏频环境下更是如此。
由于正交解调法在一定程度上能克服以上弱点,因此,软件无线电中的解调一般采用数字正交解调法。
正交调制法产生的调制都能用正交解调法解调,而且一般调制都能用正交调制法进行,也就是说,正交解调法从理论上说可以对几乎所有的调制样式进行解调。
图5-12所示的数字正交变换通用模型显示了ADC采样后的数字序列S(n)和两个正交的本振序列cos(ωcn)和sin(ωc,n)相乘,再通过低通滤波器来实现正交解调过程。
尽管调制样式多种多样,但实质上调制不外乎用调制信号去控制载波的某一个(或几个)参数,使这个参数按照调制信号的规律变化的过程。
载波可以是正弦波或脉冲序列,以正弦波为载波的调制叫做连续波调制。
这里只讨论连续波调制信号的解调。
对于连续波调制,已调信号的表达式为:调制信号可以分别“寄生”在已调信号的振幅A(n)、频率ω(n)和相位θ(n)中,相应的调制就是调幅、调频、调相这三类熟知的调制方式。
由于频率和相位有着一定的关系,为了便于分析,可以将式(5-1)改写为这就是我们所希望得到的同相和正交两个分量,根据XI(n)、XQ(n),就可以对各种调制样式进行解调,三大解调算法如下:在利用相位差分计算瞬时频率,即ƒ(n)=φ (n)-φ (n-1)时,由于计算φ (n)要进行除法和反正切运算,这对于非专用数字处理器来说是复杂的,在用软件实现时也可以用下面的方法来计算瞬时频率ƒ(n):上式就是利用xI(n)、xQ(n)直接计算ƒ(n)的近似公式。
基于DSP的软件无线电接收机研究与实现

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analog and
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in order to subsist the is still
湖北工业大学 硕士学位论文 基于DSP的软件无线电接收机研究与实现 姓名:夏亚军 申请学位级别:硕士 专业:电力电子与电力传动 指导教师:席自强 20080501
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原创性声明
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学位论文作者签名:容亚弩
日期:枷n%年厂月f17日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留,使用学位论文的规定,即:学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅.本数据库进行检索,可以采 用影印,缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文.
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软件无线电论文:软件无线电中DSP 实现功能探究

软件无线电论文:软件无线电中DSP 实现功能探究[摘要]理想的软件无线电结构之所以适用于无线电工程的任何领域,原因就在于它完成的功能主要取决于存储在DSP/ FPGA 中的软件,而与硬件结构无关,DSP 则是软件无线电的核心元件,也可以说DSP 技术的发展是软件无线电的关键推动力之一。
本文将结合软件无线电的具体结构分析DSP 在软件无线电实现的功能。
[关键词]DSP 软件无线电1.引言数字信号的广泛应用及人们对通信系统间互通性的要求,软件无线电技术得以迅速发展。
软件无线电能够使用软件或可更新的逻辑器件来处理无线信号,其最大的特点就是将模拟信号数字化,采用数字技术实现以前用模拟技术实现的功能。
DSP 作为专业的数字信号处理器,在对软件无线电中数字信号处理部分无疑成为最优的选择,下面将从以下几方面着重分析DSP 技术在软件无线电中的应用。
2.DSP 应用概况2.1 DSP 主要应用领域。
数字信号的推广使得数字信号处理器的应用领域不断增加,主要有以下应用领域:( 1)数字化移动电话( 2)数据调制解调器( 3)磁盘光盘控制器需求( 4)图形图像处理需求( 5)汽车电子系统及其它应用领域电视会议系统里,也大量应用DSP 器件。
视听机器里也都应用DSP。
随着科学技术的发展,将会出现更多新的DSP 应用领域。
2.2 DSP 在通信发展中的地位。
十几年来,通信业的迅猛发展人们有目共睹,每一次进步都源于先进技术的投入。
第一代( 1G)蜂窝电话是基于模拟调制方案的,其缺点是频谱限制和相对效率较低。
为解决1G 系统的问题,提出了第二代( 2G)蜂窝电话,其中就用到了当时刚刚出现的DSP 技术。
在初期系统中,DSP 主要用于实现调制解调功能、处理复杂的基带信号、判定需要发送的比特流以及对噪声、干扰和衰耗引起的错误进行纠正。
由于调制解调是由DSP 的软件程序实现,所以在从2G 到2.5G 再到3G 的通信发展中,通信标准的更新可以相对简单地通过调制解调软件的更新实现,进而减少了网络基础构架更新费用。
DSP技术在软件无线电中的应用

Ap l a i n o P c n l g n S fwa e De n d Ra i p i t fDS Te h o o y i o t r f e d o c o i
H U AN G Le LI H e i U
fh 4hRe a hIstt o E C, h i h agHee 00 8 , hn) r e5t s r tue f T s j zun bi 50 1 C ia e c ni C ia
平 台的硬件 组成、 工作特点和处理流程 , 为今后研 究 D P技术在软件无线 电中的应用提供 了参考。 S 【 关键词】 无线电 D P F G 解调 软件 S P A 中图分类号 :N l . 2 文献标识码 : 文章编号: 0 8 1 3 (O 1 O— 2 4 T g 17 A 1 0— 7 9 2 l) 74 —
wh c s o e o e e h i u s i o t r e n d rd o i d sr e a t u a l,ao g wi t e a p c t n o P tc n l g n i h i n fk y t c n q e s f n wa e d f e a s ec i d p r c l r i i b i y l n t h p  ̄ a o fDS e h o o y i h i s f r e n d r d o S v rl c a a trs c fDS lt r o ot r e n d rd o ae c mp r d Att e sme t ,a h g o t e d f e a . e e a h rc e t so P p af m f r s f wa i i ii o wae d f e a r o ae . h a i i i me h— i s e d g n rl出gtls a p o es g p a o n o u e n d ti p e e ea i i 1 r c s n lt r i i  ̄ d c d i ea ,wh c sb sd o ot ae d f e a i n mp e n e y a l i fm s l i h i ae n s f r e w n i d rd o a d i lme td b
基于DSP技术的GPS接收机设计的开题报告

基于DSP技术的GPS接收机设计的开题报告一、课题背景随着GPS技术在民用领域的广泛应用,GPS接收机的研究和设计也越来越重要。
基于DSP技术的GPS接收机能够实现高精度、高性能和多功能,并且能够减小接收机体积和功耗。
因此,本课题旨在研究基于DSP技术的GPS接收机设计。
二、研究内容1、GPS signal processing技术通过对GPS信号的处理,能够获取GPS系统提供的导航信息。
GPS signal processing技术是DSP技术在GPS接收机中的重要应用,包括信道跟踪、信号解调、码生成、导航解算等模块。
2、数据处理和算法设计GPS接收机需要通过对接收到的信号进行处理,才能得到位置解算、速度测量等信息。
基于DSP技术的GPS接收机需要明确数据处理和算法设计,尤其需要处理高速大容量的数据流。
3、系统设计综合考虑技术要求,硬件配置和软件开发,GPS接收机的系统设计需要将以上的功能和模块结合起来,实现以最优的方式和性能来处理GPS信号。
三、研究意义本研究将探索基于DSP技术的GPS接收机设计,通过分析和优化各个模块的算法和性能,提高GPS接收机的精度和稳定性。
因此,本研究对于民用领域的GPS导航和定位应用具有重要的理论和实用价值。
四、研究方法1、文献调研:对常用的GPS signal processing技术和GPS接收机设计方法进行文献调研和研究。
2、算法设计:根据文献调研结果,设计适合基于DSP技术的GPS 接收机算法,提高信号处理的性能和精度。
3、系统设计:根据算法设计结果,结合硬件配置和软件开发,设计基于DSP技术的GPS接收机的系统架构和系统功能实现。
五、预期结果1、设计完成基于DSP技术的GPS接收机,实现信号处理的高性能和高精度。
2、经过实验验证,能够准确地定位和导航。
3、通过优化算法和系统设计,实现GPS接收机的性能提升和功能扩展。
六、总结基于DSP技术的GPS接收机设计是一项重要的研究领域,将在未来GPS导航和定位应用中发挥重要作用。
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理工大学硕士学位论文软件无线电GPS接收机的DSP实现与优化:黎雨露申请学位级别:硕士专业:通信与信息系统指导教师:伟20100401理工大学硕士学位论文摘要作为一种受地面干扰较少的无线通信系统,卫星导航系统被越来越多的广泛应用于各领域,如卫星,车辆船舶导航,环境监测以及精密授时等领域,从而受到各国国防部门和科研院所的高度重视。
目前美国的GPS系统在技术上处于领先地位,研究GPS系统成为各国发展自身导航系统和其兼容性的前提。
基于软件无线电(Software.definedRadio)的思想,本文以DSP处理器为核心实现了全球定位系统(GPS)接收机,称为GPS软件接收机。
软件无线电是指将信号数字化过程尽可能的靠近天线,并将尽可能多的无线通信功能放在高速数字信号处理器(DSP)以软件的方式来实现,是一个典型的DSP通信项目,具有很高的灵活性和开放性。
而传统的GPS导航接收机采用A.SIC(Applicationspecificintegratedcircuit)结构,由专用定制的芯片来实现射频前端和信号处理部分,被称为硬件接收机。
硬件接收机的信号处理由芯片在部定制实现,由于芯片定型用户很难改变相应的参数或更换新的算法。
基于软件无线电思想的软件接收机,能适应不同导航信号处理的需要和各种导航算法仿真研究,是GPS接收机发展的一个活跃方向。
研究软件无线电技术下GPS软件接收机实现,能够为我国卫星导航的自主性研究提供丰富的评估和验证平台。
本文首先介绍了GPS基本原理和GPS接收机各模块的关键技术,为GPS软件接收机的DSP实现提供了理论基础。
接着文章提出了GPS软件接收机的总体设计方案,包括硬件平台的选取和软件设计的总体流程,并以模块化设计思想,重点阐述了在DSP平台上接收机的各模块软件实现流程和算法优化方案,具体有DSP平台下存储空间的管理、本地信号的产生模块以及基带信号处理各关键模块的DSP实现和优化。
最后文章还总结了基于DSP的软件优化方法和流程。
在模块实现过程中,对于根据基带信号处理的实时性要求和硬件平台的特性所提出的设计流程和优化方案,本文结合Matlab和CCS工具给出了结果分析,验证了其方法的可行性和有效性。
文章不仅阐述了基于软件无线电技术的GPS软件接收机的实现方法,也总结了基于DSP平台开发软件无线电系统的软件优化流程的方法,对于软件无线电系统的发展和研究具有一定的参考价值。
关键词:软件无线电;GPS软件接收机;DSP实现和优化理工大学硕士学位论文AbstractSatelliteNavigationSysaSatemdisturbedwirelesscommunicationsystemwhichislessasbygroundfactorsismoreandmorewidelyusedinvariousfields,suchSatellitePhone,ShiandpVehicleNavigation,PrecisionTimingandotherareas,sothesystemiSattachedseriouslybyNationalDefenseSectorsandScientificResearchInstitutionsofmancountriesytechnologycurrently,tostonudyrecently.TheU.S.systemisGPSiastaaleaderinpremiseformancountriestodeveloptheiryownnavigationsystemsanditscompatibility.BasedonSoftware-definedRadiotheory,aglobalposisystem(GPS)tioningreceiverisachieveduponDSPascorechipinthispaper,whichiscalledGPSisasofewarereceiver.Software-defiRadionedismovedaustheorythatthesignaldigitalprocessclose弱possibltoetheantennawhilethewirelesscommunicationcapabilitiesaSmuchaspossibleareachievonthehigh—speeddigitalsigrledaJaprocessor(DSP)bayproject,whichsoftwareway,itistypicalDSPwirelesscommunicationhashighflexibilityandopenness.RFfront-endandsignalprocessingsectionofGPSnavigationreceiveronthetraditionalA—SIC(Applicationbasedspecificintegratedcircuit)structureareimplementedbythededicchips,atedknown嬲thehardwarereceiver.ThesignalprocessingunitofHardwarereceiverisimplementedbythededicatedchips,itisdifficulttochangethecorrespondingparametersornewalgorithmsbecauseofthefixeddesignsonchips.ThesoftwarereceiverbasedonSoftware—definedRadiocarladapttodifferentneedsofthenavigationsignalprocessingalgorithmandallkindsofnavigationsimulation.ItsbecomesanactivedirectiononGPSreceiverresearchThecurrentU.S.GPSisaleaderintechnology.ChinaisalsomakinggreateffortstoimplementownBeidouprogram,tojointheEuropeanUnion’SGalileoitsprogram,hopingStudyontoimproveChinesesatellitenavigationandcompatibility.TheatheGPSsoftwarereceiverimplementationCanprovideswealthofassessmenandverificationplatformsftorCllinesesatellitenavigationresearch.H理工大学硕士学位论文Firstly,theprincipleofGPSandthekeytechnologiesofGPSreceivermodulesaredescribedinthepaper,whichprovidesatheoreticalbasisfortheDSPimplementationofGPSSoftwareReceiver.Andthenthewholedesignprogramisillustrated,includingtheselectionofhardwareplaandthewholesoftwaretformdesignprocess,whifocusingchonthesoftwareimplementationofeachGPSonsreceivermoduleandalgorithmoptimizationstorageDSPplatform.TheDSPplatformmanagement,thelocalsignalgenerationmoduandthelekeymodulesofbasebandprocessarincludedintheeftwaresofewaredesign.Atlast,theDSP—basedsooptimizationmethodsandprocessesaresummedupinthepaper.Theproposeddesignandoptimizationprogramsprovidedinthispaper,whichatoccordingthebasebandsignalprocessingforreal-timerequirementsandthecharacteristicsofthehardwareplatform,aleverifiedbyresultanalysisobtainedfromMatlandCCSabtools.ThispaperdescribesnotonlytheGPSsoftwareimplementationsreceiverbasedontheSoftware-definedRadtechnology,butalsosummeupsoftwareiodonoptimizationprocessesandmethodsofSoftware—definedRadiosystemsbasedDSPplatform,andThereiscertainreferencevalueforSoftware—definedRadiosystemsdevelopment.Keywords:Software-definRadio;GPSsoftwarereceiver;edDSPimplementatiandoptimizatioonIII独创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知,除了文中特别加以标注和致的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了意。
签名:绝匝叠日期:垫f呈:皇:塑学位论文使用授权书本人完全了解理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。