软件无线电中调制解调的实现
第29卷第1期 2010年2月 兰州交通大学学报 Journal of Lanzhou Jiaotong University VoI.29 No.1 Feb.2010
文章编号:1001—4373(2010)01-0013-O3
软件无线电中调制解调的实现
董晓静, 吴辰文, 王平
(兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃兰州730070)
摘要:软件无线电概念对于通信系统的发展起到了巨大的引导作用,调制解调技术在软件无线电系统中占据着 重要的地位.实现软件无线电台的关键之一就是要解决调制解调的软件化问题.文中主要对软件无线电结构下的 AM、FM调制解调算法进行研究,并在此基础上用Matlab仿真工具对AM、FM信号的调制解调算法进行仿真实 验,从而证明了算法的正确性和可行性. 关键词:软件无线电;调制;解调 中图分类号:TN92 文献标志码:A
0引言
1992年美国远程通信系统会议上,Joe Mitola
首次正式提出了软件无线电(Software Radio,SR) 的概念[1].所谓软件无线电,就是采用数字信号处理
技术,在可编程控制的通用硬件平台上,利用软件来
定义、实现无线电台的各部分功能:包括前端接收、 中频处理以及信号的基带处理等等.它的核心思想
是基于数字信号处理芯片,将宽带模数(A/D)及数
模(D/A)转换器尽可能靠近天线,采用通用可编程 能力强的器件(如DSP、CPU等)代替专用的数字电
路,使无线电通信功能尽可能用软件来实现.这样, 无线通信系统具有很好的通用性、灵活性,使系统互
联和升级非常方便.SR可以认为是继模拟通信到数
字通信,固定通信到移动通信之后无线通信领域的 第3次突破 2I.
1软件无线电中的调制原理
软件无线电中的各种调制解调信号是以通用的
数字信号处理平台为支撑,利用各种软件来实现.每
一种调制解调算法都做成软件模块,要实现某种调
制解调功能只需调用相应模块即可.由于各种调制 解调用软件来实现,因此在软件无线电中,可以不断
地更新调制解调模块软件来适应不断发展的调制解
调体制,具有相当大的灵活性和开放性.软件无线电
收稿日期;2009-09-20 基金项目:甘肃省自然科学基金(ZS003-B35-026-C). 作者简介:董晓静(1982一),女,陕西西安人,硕士生. 的各种调制解调功能完全可以基于数字信号处理技
术来实现.软件无线电中,信号的调制是基于正交调 制理论,其实现是通过数字上变频完成的,如图1所
示 引.
正 交 处 理
图1正交调制通用模型 Fig.1 General model ofquadrature modulation 1.1基带正交信号的产生
一个无线电信号一般可表示为 s(£)一a(t)cos[2wfot+ (f)] (1)
式中:口( ), (f)分别表示为该信号的幅度调制信息
和相位调制信息;fo为信号载频(中心频率)而频率
调制信息也反映在相位调制信息中,即 (£)一
d ̄o(t)/dt.对式(1)进行数字化可得 s(nT。)一a(nT )cos[2 ̄f0nT +q ̄(nT,)](2)
式中:COo:2, ; 为数字角频率,取值0-- ̄r(实信
号); 为采样间隔.对式(2)展开得
S( )一I(n)cosa ̄n+Q(n)sina ̄n (3)
式中:J(71)一a(n)cos ̄o(n);Q( )一一口(72)sin cp(n).软件无线电中调制的方法就是先根据调制样
式求出j( ),Q( ),然后分别与两个正交本振cos
兰州 交通大学学报 第29卷
,sin cU0 相乘并求和,即可得到调制信号S( ).
所以,各种通信信号都可以用正交调制的方法加以 实现.例如:对于一个AM信号,它的数学表达式为
S(t)一A(1+% n(£))cos O3ct,把它表示为数字正 交形式为S(,z)一A(1+m 73n(7z))cos(%n).所以, J(72)一A(1+ ( )),Q( )一0.其他类型的调
制都可以仿照AM调制,求出相应的J( )和Q( ).
对不同的调制类型信号,J『( )和Q( )是不同的.
1.2 AM、FM调制算法的实现 1.2.1 调幅(AM) 调幅就是使载波的振幅随调制信号的变化规律 而变化.用单音信号进行调幅时,其数学表达式可以
写为 s( )一A(1+m。 n(f))cos(o ̄,.t) (4) 其中: 为调制信号;ma为调制指数.它的范围在 (O,1)之间.如果ma>1,已调波的包络会出现严重 的失真,而不能恢复原来的调制信号波形,也就是产 生过量调幅.如要实现正交调制只要令
f(£)一A(1+% n(f)) (5)
Q( )一0 (6) 把式(4)进行傅氏变换可得 1 s(cU)一A7f[ (∞+ )+ (∞一 )]+去A 。Vn(o ̄一 厶 1 )+÷ ( + ) (7) 厶 式中: ( )为vn(t)的频谱.式(7)说明,由正弦波 调制的调幅信号由3种频率成分组成载波、载波和
调制频率的差额(下边带)、载波和调制频率的和频 (上边带).
1.2.2 调频(FM) 调频(FM)是载波的瞬时频率随调制信号成线 性变化的一种调制方式,单音调频信号的数学表达
式可以写为 广t s(£):==A[cos(wct十 ,I va(t)dt)] (8) J 0 把上式展开并化简得 n s(£)=Acos(w3)cos(k,I va(t)dt)--Asin(aJct) J 0 广f sin(kIl vn(t)dt)=Acos(w,t)cosg--Asin( ̄o,,t)sin9 J 0 (9) 式中: 为载波角频率; (£)为调制信号;志,为调
频指数; 为
一k/l 73.0(£)dt (10) J 0 从式(9)可以看到,在实现FM时要对调制信号 进行积分,然后对这积分后的信号分别取正弦和余
弦即可.因此,用正交调制法实现时只要令 ,(£)一COS (11)
Q(f)=sin (12)
2 软件无线电中的解调原理
软件无线电的解调一般采用数字相干解调的方
法.数字相干解调法从原理上讲与模拟相干解调法
一样.常见于模拟解调电路的一般相干解调法(指用
一个同频同相的本地载波去相干解调),当同频同相 不满足时,解调输出就会严重失真.例如,在移动通
信中,接收到的信号受到严重衰减时,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
起的频偏环境下更是如此.由于正交解调法在一定
程度上能克服以上这些弱点,因此,软件无线电的解 调一般采用数字正交解调法 ].在软件无线电系统
的接收机中,信号的解调首先是通过数字下变频完
成信道分离,正交分解和采样率变换,得到基带的复 信号,然后根据不同的调制方式,对基带信号进行相 应的处理,从而解调出调制信号[5].基带正交解调的
通用模型如图2所示.
— 匝
I cos( ̄) 懈回 调方
法
图2 基带正交解调的通用模型 Fig.2 Generalmodel of basel舯d quadraturemodulation 2.1 AM、FM解调算法的实现
2.1.1 AM解调 信号表达式
s( )一A( )cos(wm+ ) (13) 式中:A( )一A。+ (竹),A0>I仇(72)f, (咒)为调 制信号; 为载波的韧始相位.对信号进行正交分 解,得同相和正交分量
同相分量Xj( )一A(n)cos( ̄)
正交分量XQ( )一A(,z)sin(%)
则
 ̄/x;( )+蕊(咒)一A0十m( ) (14) 减去直流分量A。就可解得调制信号 ( ).这种方
法,具有较强的抗载频失配能力,即本地载波与信号
载波之间允许一定的频率偏差.AM信号用正交解 第1期 董晓静等:软件无线电中词制解调的实现 l5
调算法解调时,不要求载频严格的同频同相.
2.1.2 FM解调 信号表达式
( )一A0COS[- ̄cn+志∑ ( )+ ] (15)
式中:k为比例因子; 为常数.对信号进行正交分
解,得同相和正交分量
同相分量X1(n)一Aocos[k∑ ( )+ ]
正交分量XQ( )一Aosin[k∑ ( )+ ]
则 ( )一arctgI I一 ∑ ( )+ .然后, LAI一 一
对相位差分,即可求得调制信号t ( )一 ( 一1)一 ( ) (16) FM信号用正交解调方法解调时,也具有较强 的抗载频失配(指失配差频和差相是常量非随机变
量)能力.
3仿真结果
本文用Matlab做了一个64点的基带信号,基 带信号采样频率为8 K,载波频率为800 K,载波的
采样频率为8 M仿真结果如图3—7所示.
。基带信号时域 一b基带信号频域图 a基带信号时域图 基l带1乔号羰域图
圈3基带信号时域图与频域圈 Fig.3 Tinle demain and fr ̄lueney dI,nIa.m of baseband signal
10 X106 aAM信号时域图 bAM信号频域图
图4 AM信号时域图与频域图 Fig.4 Timed帅ain andfr ̄lneney domain 0fAM s ̄nal
4结束语
本文对软件无线电结构下的AM、FM调制解
调算法进行研究,并在此基础上用Matlab对AM、 2
O
-2 0 2 4 6 8 l aFM信号时域图
图5 AM信号时域图与频域图 Fig.5 Time domain andfrequencydomain 0fAM signa ̄
图6 AM调制后的时域图 №6 Modulated time donlain 0fAM si aI
图7 AM调制后的时域图 Fig.7 Modulatedtimedonlain ofAM signal FM信号的调制解调算法进行仿真,从而证明了算
法的正确性和可行性.对以后将算法移植到DSP中 奠定了基础.
参考文献:
[13 Mitola J.Software radios:Survey,critical evaluation and future directions[J].Aerospace and Electronic Systems Magazine,IEEE,1993,8(4):25—36. [2]杨小牛,楼才义,徐建良.软件无线电的原理及应用 [M].北京:电子工业出版社,2001. [33陈祝明.软件无线电技术基础[M].北京:高等教育出 版社,2007. [4]Proakis J,Manolakis D.Digital signal processing:prin- ciples,algorithms,and applications[M-].Upper Saddle River,NJ:Prentice Hall,1996. [5]Fudge J,Legako M,Sehreiner C An approach tO efi- cient wideband digital downeonversion[C] l Proc IC- s1)AT,Toronto,1998:713—717. (下转第2O页)
软件无线电中AM调制解调算法的DSP实现
软件无线电中AM调制解调算法的DSP实现
徐锋;徐慧
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2005(28)23
【摘 要】软件无线电的思想已推广到无线电通信领域,该技术依托于宽频段、特性均匀的天线,高速的AD/DA芯片,可编程大规模逻辑门阵列,通用高速的DSP数字信号处理芯片等硬件技术.介绍了AM调制和解调的数字化实现方法,给出了基于TMS320C32 DSP芯片实现AM调制解调算法的主要源程序.经测试,该软件设计在软件无线电硬件平台上运行良好,整个系统的各项性能指标均达到设计的要求.
【总页数】2页(P65-66)
【作 者】徐锋;徐慧
【作者单位】南京林业大学,信息科学技术学院,江苏,南京,210037;南京林业大学,信息科学技术学院,江苏,南京,210037
【正文语种】中 文
【中图分类】TN761
【相关文献】
1.软件无线电中的调制解调算法及DSP实现 [J], 郑来文;赵志卿
2.一种基于双DSP的软件无线电中频调制解调平台的研究与实现 [J], 张建利;杨家玮;黄鹏宇
3.一种基于双DSP的软件无线电中频调制解调平台的研究与实现 [J], 张建利;杨家玮;黄鹏宇 4.软件无线电中的调频解调算法及DSP实现 [J], 张德生
5.软件无线电中FM调制解调算法的DSP实现 [J], 顾斌;赵明忠
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GMSK调制与解调算法研究111
四川师范大学成都学院本科毕业设计
1 GMSK调制与解调算法研究
1 绪论
1.1 选题的依据及意义
在当代很多地方都使用了软件无线电技术,它打破了以前的那种无线电台功能少、扩容性也比较差的局面,它的基本思想就是通过在硬件上安装不同的可以升级,可以重新设置参数的应用软件来实现很多的通信功能和众多无线电功能的设计新思路[1]。这样制造商不仅可以节省许多的硬件资源,而且还可以明显的缩短新产品的研发周期,这样就能更适应市场的要求,进而获取更大的利益。软件无线电拥有开放式模块化体系,它的主要组成模块有:宽带A/D&D/A、可编程DSP模块、窄带A/D&D/A、用户终端模块等。在接收端可以通过射频(RF)处理和变换所接收到的信号,由宽带A/D将其进行数字化,再通过可编程的DSP模块处理为我们所需要的各种信号并将处理后的信号送到多功能用户终端。同理,我们也可以利用相同的模式将数据通过天线发射出去,并利用在线和离线软件实现通信环境的各种性能分析处理。软件无线电所拥有的可编程特点,即RF频段和带宽、传输速率、信道接入方式、业务类型、加密方式等都可以利用软件编程来实现[2]、[3]。它所具有的开放式模块化结构就为调制解调的实现提供了一个相当良好的软硬件平台,有好的一面当然也有坏的一面坏的一面就是对调制解调技术提出了更为严格的要求,其严格的要求主要体现在以下几个方面:
★ 移动通信系统都存在着多普勒效应、多径衰落、噪声等不好的因素,这样就要求调制技术拥有抗噪声等性能,使其拥有优越的载干比,并让系统能够得到好的误码率性能;
★ 移动通信系统中可用的频带资源少,这样就要求调制以后的信号即使占有较窄的频带宽度就能实现其功能;
★ 移动通信系统为了增加系统容量,让使用的用户更多,它就采用频率复用技术。这样就存在邻道同频道两种干扰,所以这就要求我们所使用的调制技术必须具有很好的频谱特性以减小干扰,使其系统更加优越;
★ 移动通信系统中的发送接收机所用的功率放大器一般都有非线性的特性,这样就使得无线信道也具有相同的特性了,所以我们所使用的调制技术也应该拥有包络恒定的特点,用来降低功率放大器所造成的不良方面;
基于软件无线电的多调制终端的设计与实现
电子科技2007年第2期(总第209期)
基于软件无线电的多调制终端的设计与实现
刘 阳,黄鹏宇,万 璐,刘耀宇
(西安电子科技大学信息科学研究所,陕西西安710071)
摘要以一种多速率,多频段,多调制方式的自适应数字通信系统为硬件平台,论述了用软件无线电思 想实现多种调制方式的通用模型,再以MSK为例介绍了具体调制方式的算法设计与实现,并为多调制方式的有 效切换设计了工作流程,最终在硬件平台上实现了多种调制方式及切换过程。同时进行收、发端自环实验,测 试了各种调制方式的有效信息传输速率。 关键词软件无线电;调制;MSK;多调制切换 中图分类号TN92;TP31
The Designing of Multi Modulating Modes in a Communication System
Based on the Software Radio
Liu Yang,Huang Pengyu,Wan Lu,Liu Yaoyu
(Research Inst.of Information Science,Xidian University,Xi an 710071,China)
Abstract The discourse explans the designing of several modulating modes in a communicate system based on the software radio.And it designs working flow for the availability switch among modulating modes.It
carries out the whole function and tests the speed of transmission of the information.
Keywords software radio;modulate;MSK;the switch among modulating modes
基于DSP软件无线电数字调制解调技术的应用研究
ISSN 1009—3044 ComputerKnowledgeand Technology电脑知识与技术
Vo1.6,No.10,April 2010,PP.2510-2512
基于DSP软件无线电数字调制解调技术的应用研究
L,J、燕
(湖南文理学院电气学院,湖南常德415000) E—mail:kfyj@cccc.net.ell http://www.dnzs.net.cn
Te1:+86—55l一5690963 5690964
摘要:该系统主要是研究基于软件无线电思想的调制解调技术。在以TI公司的TMS320C6711数字信号处理器(DSP)为核心的软
件无线电平台上实现FSK,QPSK,QAM等多种制式的调制解调功能,通过对主机中虚拟平台的操作,实现对调制解调制式的实时
选择和数据测量的实时显示,并 QPSK为例进行了观察和分析。
关键词:软件无线电:TMS320C6711;数字信号处理;调制解调
中图分类号:TP332 文献标识码:A 文章编号:1009—3044(2010)10—2510—03
The Appficafion Research on DSP-based Software Radio's Digital Modem Technology
MAO Xiao—yan
(Conege of Communication and Electric Engineering,Hunan University of Arts and Science,Changde 41 5000,China)
Abstract:The system is mainly studying the technology of the modem based on the thought of software defined radio.We try to realize
many kinds of functions of modulation and demodulation such as FSK,QPSK,QAM on the platform of software defined radio centring on the digital signal processor(DS P】of TMS320C671 1 in the TI Company.By operating the supposidonal platform in the host machine,we not only try to choose the proper the format of modulation and demodulation and measure the datum but also observe and analyse QPSK
基于软件无线电原理VOR信号解调与仿真
・4l6・ 现代导航 2013笠
基于软件无线电原理VOR信号解调与仿真
张建明
(中国电子科技集团公司第二十研究所,西安710068)
摘要:通过简要介绍VOR系统原理及信号特性,基于软件无线电原理对VOR信号解调作 了较详细的分析,其中包括基准相位信号解调、可变相位信号的解调,实现角度及音频信息的解 算,并进行了系统仿真,对影响信号解调精度的因素做了分析,为VOR接收机的设计提供了依
据。
关键词:软件无线电;VOR;信号处理;仿真 中图分类号:V351.37 文献标识码:A 文章编号:1674—7976.(2013)06—416.04
Demodulation and Simulation of VOR Signal Based on Software Radio
ZHANG Jianming
Abstract:According to the brief in ̄oduction of the VOR principle and signal characteristics,the demodulation of VOR signal is analyzed based on the principle of software radio.The demodulations include reference phase signal demodulation and variable phase signal demodulation The calculation of azimuth angle and voice information are realized and the system is simulated
rely on the analygis by applying MATLAB software.Some factors which have the influence on the precision of signal demodulation
软件无线电中DSP实现功能探究
科技信息 计算机与网络 软件无线电巾DSP实坝功链探究 公安海警学院电子系 刘丽丽 [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。视昕机器里也都应用 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1C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。 我们熟知的GSM和CDMA两种不兼容的标准给消费者带来了很 多不便,即不同标准模式要用不同的设备。两种标准在带宽、调制格式 和数据速率方面都是不兼容的,其中用到的DSP调制解调系统也仅适 用于固定带宽系统,不能实现交叉功能。而软件无线电是以一个通用、 标准、模块化的硬件平台为依托,用软件编程来实现无线电的各种功能 的。功能的软件化,不但可以减少功能单一、灵活性差的硬件电路,更加 便于不同通信设备的兼容及功能升级。在软件程序占主导地位的软件 无线电中,则更加需要灵活、精确、可靠性好、体积小、功耗低和易于大 规模集成的DSP。当然DSP并非是软件无线电唯一采用的软件编程器 件,还有FPGA、ASIC等。 3.软件无线电基本结构DSP的具体应用 图1理想软件无线电结构 图1是一种理想的软件无线电结构,在接收端天线感应的:无线电 信号经过低噪声放大后,直接进行数字化,DSP主要对数字化后的信号 进行数字下变频、数字滤波、数字解调等信号处理任务…。在发射端,需 要发射的基带信号通过DSP完成数字调制、数字上变频和数字滤波等 信号处理任务,最后由D/A转为模拟信号再经功率放大器放大,由天线 发射出去。 DSP可以用c和c++进行编程而且可以运行一个操作系统,有其 专用的指令集。DSP在不同的软件无线电结构完成的功能不尽相同,但 基本实现功能总结如下: (1)正交数字变频 正交数字变频包括两个部分:一是乘法器,二是数字控制振荡器 (NC o1o 正交数字变频将数字化的信号分成两个信号,一个信号乘以cos(coon), 下变频到零中心频率上,形成与原信号相位相同的信号;另一个信号乘 以sin 0|1),下变频到零中心频率上,形成与原信号正交的相位成分 。 其中的正弦和余弦波是由数字控制振荡器(NCO)产生的。NCO需要由 DSP提供相位累加器、相位加法器及sin/cos表只读存储器。 正交数字变频替代了模拟混频部分,将输入信号与NCO产生的本 振信号进行混频。信号经过混频后,输出到低通滤波器以滤除倍频分量 和带外信号,然后进行抽取处理。 (2)多抽样率信号处理 多抽样率是指在一个系统中有两个或两个以上的抽样率。为给 A/D转换后的数据流进行降速处理,以解决采样后的数据流速度高而 导致后续信号处理速度跟不上的问题,信号经过正交数字变频后,将信 号由射频或中频变换到基带,基带信号的最高有用频率远小于变频前 的信号。DSP主要完成这一理论中最重要的理论即抽取和内插。 (3)调制解调 DSP的传统应用领域之一,就是调制解调器。调制解调器作为联系 通信与多媒体信息处理系统的纽带,日益受到重视。DSP中的数字信号 处理软件可以加入编码、译码、同步提取、频谱分析、信号识别等功能。 DSP中的乘法器、累加器可以更准确地完成调制和解调过程,以单 边带调制为例,在模拟技术中有较大难度的移相法在数字技术中就变 得容易实现了。文献【3]中介绍了DSP在接收机中的解调算法。 4.结语 DSP是软件无线电中无法替代的器件,但是面对大量的数据处理 过程,DSP的运算速率成为制约软件无线电发展的瓶颈。因而在设计中 要考虑每个目标器件的周期节约能力,估计完成每个算法所需要的时 间,这也是在DSP完成功能实现中的难点。现阶段,在软件无线电的基 础上提出的认知无线电是一种智能化的无线通信技术,它着力解决频谱 资源的有效利用问题,DSP技术必将成为无线电发展的主要推动力量。 参考文献 [1]杨小牛.从软件无线电到认知无线电,走向终极无线电[J]中国 电子科学研究院学报.2008 [2]王金龙等 无线通信系统的DSP实现[M]人民邮电出版社, [3]黄倩,陈惠民.DSP技术在软件无线电接收机中的应用[J].上海 大学学报(自然科学版),1999 (上接第216页) 模型分析用户查询,实现语法抽取,生成子查询; 业务规则层将子查询转换为相应数据源的查询语句,将全局数据库模 型中的关系转换为相应数据源上的关系,执行数据库访问。该层是实现 异构数据集成的关键。 3-3数据访问层 数据访问层包括WebService接口和WebService。读配置文件,获得 数据访问层服务连接层信息,执行查询计划。 3.4数据层 数据层用于共享数据库和集中存储异构数据中需要集成和:共享的 数据,数据层还应当包括历史遗留数据库。 4.结束语 该方案通过利用数据集成技术,可以实现异构数据的集成,从而提 高了信息的共享性,为不同系统之间的交流互访提供了可能,最大限度 地发挥了信息系统的作用,提高了系统决策支持的科学性,降低了投资 成本,从根本上解决了院校在教育信息化过程中遇到的问题。 参考文献 [1]祝智庭,顾小清,闫寒冰《现代教育技术——走进信息化教育》 (修订版).高等教育出版社,2005年7月 [2]邓苏,张维明,黄宏斌《信息系统集成技术》(第2版)北京:电子 工业出版社.2004年9月 ~217~
基于软件无线电的QPSK调制的设计
第25卷第11期 计算机仿真 2008年11月
文章编号:1006—9348(2008)11—0309—03
基于软件无线电的QPSK调制的设计
刘秀兰,王淑敏
(西北工业大学电子信息学院,陕西西安710072)
摘要:在无线通信系统中,调制解调技术的好坏很大程度上决定了通信的质量,QPSK的调制技术在数字通信中占着非常重 要的地位,这种调制方式具有优越的性能,在无线通信系统中被广泛应用。给出了QPSK的调制的整体结构以及串并转换 电路的设计与VHDL语言的描述。对CORDIC算法的基本原理进行了研究,并提出了一种基于流水线CORDIC算法的数控 振荡器(NCO)的设计方法,利用此算法代替传统的查表法(LUT),从而提高系统的运算速度和精度,也提高了系统资源的利 用率。最后,在Quartusii环境下的对NCO进行了时序仿真并给出了仿真结果。 关键词:坐标旋转数字计算算法;调制;四进制相移键控;数控振荡器
中图分类号:TN929.5 文献标识码:B
Design of QPSK Modulation Based on Software Radio
LIU Xiu—lan WANG Shu—min
(Dept of S.E.I,Northwestern Polytechnieal University,Xi’an Shanxi,710072,China)
ABSTRACT:In the system of wireless communication,modulation technology determines the quality of communica—
tion.QPSK plays an important role in digital communication system and this modulation has superior properties and is
软件无线电及其实现方案
82无线互联科技·无线天地
软件无线电及其实现方案
马 秋 徐正来(江苏省邗江中等专业学校,江苏 扬州 225009)
摘 要:本文介绍软件无线电技术,并分析了实现软件无线电的关键,给出了基于目前器件技术水平的中频软件无线电实现的最佳方案,最后指出软件无线电技术的美好前景。关键词:软件无线电;FPGA;DSP;实现方案
1 软件无线电技术
软件无线电是近年来随着计算机及微电子技术高速发展
而产生的一种是全新的无线电技术。1992年,美国MITRE公司的
约瑟夫•米托拉首次提出了“软件无线电”的概念。软件无线电
就是将宽带模数变换器(A/D)及数模变换器(D/A)尽可能地靠近
射频天线,建立一个具有“A/D-DSP-D/A”模型的通用的、开放的
硬件平台,在这个硬件平台上尽量利用软件技术来实现电台的各
种功能模块。软件无线电技术打破了有史以来设备的通信功能
的实现仅仅依赖于硬件发展的格局。因为更低的成本、更大的
灵活性和更高的性能,已迅速应用到军事、公共安全和商用无
线等领域。2 软件无线电的关键技术及其现行解决方案
软件无线电是将模块化、标准化的单元以总线方式连接构
成基本平台,并通过软件加载实现各种无线通信功能的一种开
放体系结构。典型的中频软件无线电的通用硬件平台结构如图
1所示,其中包括A/D变换器、D/A变换器、数字信号处理模块和
PC机,其中PC机具有良好的人机接口,可以完成如初始化系统;
提供软件开发环境;实现在线/离线开发应用软件;下载软件到
数字信号处理模块的功能。
数字信号处理模块是软件无线电的核心部分。用来实现多
媒体处理、调制解调、波形处理、上/下变频和控制等功能。此
模块可以灵活扩展,满足不同无线通信系统对数字信号处理的
运算速度和运算量的要求。目前用于数字信号处理的器件有三
种:用户定制的集成电路(ASIC),可由参数控制的硬件电路以
及可编程逻辑器件(FPGA),数字信号处理器(DSP)。
ASIC是专用集成电路,它的优点是速度高、体积小以及低
数字调制解调方式的软件实现
数字调制解调方式的软件实现 章劲松马红梅 (电子第54研究所石家庄050081) 较{孛设计s羁试 摘要 绍了应用于软件无线电系统中数字信号的I:SK、DPSK、QPSK、oAM调制辑调方法,并进行了计算机仿 真,结果表明效果良好 关键词软件无线电调截辑调 各种数字调制解调方式被广泛地应用于现代数 字通信系统中,传统数字信号的调制解调工作都是 交给专用调制解调芯片来完成,而在软件无线电中, 这部分工作可在专用可编程芯片平台上由软件来实 现,这样就能够突破传统模式的不灵活性和功能局 限性,达到多模式、多功能及易升级等目的。本文以 FSK、DPSK、OPsK和QAM这四种数字调制解调方式 为例,研究了用软件来实现数字信号调制解调的一 些方法。 1 二进制数字调制解调方式的软件实 现 二进制数字调制方式虽然占用频带较宽使得频 带利用不够经济,但实现起来比较容易,解调设备也 比较简单,而且抗干扰和抗衰落性能较强,因此,在 数字通信系统中得到了较为广泛的应用。本文主要 介绍两种二进制数字调制解调方式:FSK和DPSK。 1.1 FSK的鞍律诵裁解诵 数字频率调制在数字通信中是使用最早的一种 调制方式,其最简单形式就是二进制频移键控 (FSK)。在这种方法中,我们使用两个频率fl和f2 =fl+△f来传输一个二进制信息序列,载波频率随 着调制信号1和0而改变,其中,1对应着载频fl,0 对应着载波 。本文采用键控法来实现FSK的软件 调制,开关电路按数字信号的变化规律通断。FSK 已调信号的时域表达式为: s口 (t)= ∑』 【t一^ )∞s∞. + [∑^ (t一^ )]cos : (1) 其中,A 是 的反码;g( )为单个矩形脉冲。 经采样后,FSK已调信号可表示为: SBes (nr):[∑ 槽[(/t kN)T ]c0s 1 nT+ [∑无g[(n一^Ⅳ)T’J c0s∞2aT (2) 其中,T为采样信号的周期 设fs=1/T为采样频 率,fc=(f1+f2)/2,根据奈奎斯特采样定理,为了使 采样后的信号频谱不发生混叠,fs至少应为fc的2.5 倍。令N=n/T为每个码元周期内采样点的个数。 在第k个码元处, 若Ak=1,则s(nT)=COS clJ1nT; 若Ak:0,则S(nT)=cos ̄nT。 其中n=kN,……(k+1) 一1。 FSK的解调方法有相干和非相干两种,其中非 相干方式不需要本地载波,也不需要与信号速度同 步,是一种较为普遍且较简单易行的方法。在这里 仅介绍非相干解调中的易于软件实现的过零检测 法。过零检测法的实现方案是通过检测每三个过零 点之间的采样点数k,再根据采样频率fc,求出已调 信号的频率f=1/(k (1/fc))。然后对其进行判 央:若其与f1接近,则解调信号为1,否则,解调信号 为0。这样便达到了解调的目的。要注意的是,这 种方法仅适合于采样频率比载波频率高的情况,而 且相差倍数越大,解调性能越好。当采样频率比载 波频率低时,可采用滤波法等其他一些软件解调方 法 图1给出了采用lo ̄ 过零检测法实现FSK 非相干解调的信噪比 2002 l翘ll 2 .- ̄Jlt电噩"tit扭术 31
基于DSP的软件无线电QPSK相干解调技术研究
第24卷 第02期 计 算 机 仿 真 2007年02月
文章编号;1006—9348(2007)02—01l8一o4
基于DSP的软件无线电QPSK相干解调技术研究
李栋,俞能海,沈道义
(中国科学技术大学信息处理中心,安徽台肥230027)
摘要:基于DSP的软件无线电通信平台实现,要求能够实时快速准确完成调制解调编码解码等功能,因此对程序算法的效率
要求很高,同时又必须保证结果的准确,软件无线电台有其特有的灵恬性,因此必须对算法加以特殊处理以满足要求。基于 TMS320C6201 DSP平台,以软件无线电方式实现了实时QPSK通信平台,包括实时编解码、全自动识别、调制解调等,主要就
解调过程中的软件锁相、判决、软件位同步及系统优化等关键技术提出r解决方案及改进措施,主要包括算法原理,算法简 化及优化,最终实现了实时通信,达到了预期的结果,通过实践证明,文中提到的算法与改进都是行之有效的。
关键词:四进制相移键控;实时解调;载波同步;位同步 中图分类号:TN914.3 文献标识码:A
Coherent Demodulation Technologies
of Software Radio QPSK Based on DSP
LI Dong,YU Neng—hai,SHEN Dao—yi
(Information Processing Center,University of Science&Technology of China,Hefui Anhui 230027,China)
ABSTRACT:The software radio station based on DSP requires a quick and accurate realization of functions
including demodulation and decoding etc.So it has a high demand on the efficiency.The software radio station
