基于软件无线电的VHF海事对讲机设计与实现

发布时间：2017-08-05 00:07

  本文关键词：基于软件无线电的VHF海事对讲机设计与实现

  更多相关文章： 软件无线电 ZYNQ AD9361 FM调制解调 VHF海事对讲机

【摘要】：随着通信技术的发展,通信系统的更新换代变得越来越频繁,为了加快通信系统的构建,同时减少硬件系统的更换,用软件控制实现无线电传输已成为人们研究的热点。软件无线电利用开放性和模块化的思想实现通信平台的可重构,通过可编程的软件控制进行信号处理,从而加快通信系统的搭建与系统升级。本课题来源于国家自然科学基金资助项目"海上认知无线电通信系统非授权频谱感知与资源分配算法研究"(N0.61501078),课题中信号的捕获与发射平台即为软件无线电平台,基于软件无线电的接收机和发射机的成功设计是信号捕获和资源分配算法研究的基础。本文对软件无线电平台的构建和应用进行了深入的研究,利用ZYNQ平台和AD9361射频平台搭建了软件无线电系统。并在软件无线电平台上实现了 VHF海事对讲机的设计。本文从理论分析和工程实现两方面对VHF海事对讲机进行了深入研究,主要包括基带处理模块和业务控制系统两部分。其中基带处理部分包括音频信号的采集和回放模块,基带信号的调制解调模块,立体声编解码模块以及射频数据通道模块。业务控制部分则主要包括射频端驱动设计,用户API函数和用户界面的设计。本文最后在SoC平台上实现了整个工程的设计,首先对系统进行了合理的模块划分,然后在可编程逻辑端用Vivado进行硬件功能设计,实现信号的采集与回放,编码与解码,调制与解调以及射频数据通道设计,并对每一部分进行仿真与测试。在处理器端用SDK进行软件控制功能设计,实现了射频端的驱动设计。在PC端利用QT设计了用户控制界面,通过UART与PC端进行数据交互,实现射频端参数的配置。最后通过在Zedboard开发板和AD-FMCOMMS2射频板下板测试验证了系统的可行性。
【关键词】：软件无线电 ZYNQ AD9361 FM调制解调 VHF海事对讲机
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U675.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题的研究背景及意义10
• 1.2 国内外发展现状10-12
• 1.3 论文的主要内容12-14
• 第2章 VHF海事对讲机原理及软件无线电平台分析14-31
• 2.1 VHF海事对讲机的基带处理原理14-22
• 2.1.1 调制原理14-17
• 2.1.2 信号带宽17-19
• 2.1.3 解调原理19-22
• 2.2 立体声编解码原理22-25
• 2.2.1 立体声编码23-24
• 2.2.2 立体声解码24-25
• 2.3 软件无线电平台分析25-31
• 2.3.1 软件无线电的体系结构25-26
• 2.3.2 数字信号处理基础26-28
• 2.3.3 ZYNQ平台分析28-29
• 2.3.4 AD9361射频平台分析29-31
• 第3章 VHF海事对讲机的工程设计与实现31-65
• 3.1 系统的整体方案设计31-32
• 3.2 基带处理模块的设计与实现32-57
• 3.2.1 音频采集回放模块32-37
• 3.2.2 基带信号调制解调模块37-47
• 3.2.3 音频处理模块47-53
• 3.2.4 射频数据通道模块53-57
• 3.3 业务控制系统的设计与实现57-65
• 3.3.1 高速AXI总线58
• 3.3.2 射频端驱动设计58-61
• 3.3.3 用户API函数61-62
• 3.3.4 用户界面设计62-65
• 第4章 平台仿真验证与实验验证65-78
• 4.1 基带信号处理功能仿真65-69
• 4.1.1 基带信号调制解调功能仿真65
• 4.1.2 射频数据通道收发功能仿真65-69
• 4.2 用户控制端功能验证69-70
• 4.3 平台验证70-77
• 4.3.1 发射平台验证71-75
• 4.3.2 接收平台验证75
• 4.3.3 整体平台验证75-77
• 4.4 结论77-78
• 总结78-80
• 参考文献80-83
• 攻读学位期间公开发表论文83-84
• 致谢84-85
• 作者简介85

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本文编号：622323