数字解调器的软件重构关键技术与实现

发布时间：2020-06-02 20:10

【摘要】：随着软件无线电技术的广泛应用,在通用的硬件平台上以软件的方式实现不同的解调功能已经成为解调器主流的开发方式。若对每种解调算法均重新开发,将会在重复性工作上浪费大量的精力。为提高解调器开发的效率,提升解调器设计的灵活性,利用软件无线电“功能软件化”和“软件构件化”的特点,研究基于组件的数字解调器软件重构技术。首先,对解调器常规实现方法进行分析,从重构适用性的角度研究算法分解的最佳粒度,形成了中等粒度的算法分解模型。按照模型研究解调算法的分解方法并进行算法分解,实现了分解后的算法模块。其次,设计解调器软件重构模型。在起始代码的设计环节,开发多种常规信号解调算法,产生原始的源代码;在代码质量方面,研究基于流程分解的重复代码检测方法,并采用“方法抽取重构”方式处理源代码,提高源代码的质量;在组件化规范方面,基于组件化的方法,统一源代码的参数和接口,规范源代码;在设计组件库方面,分类集合组件化的源代码,提高组件管理效率。通过以上工作,形成了解调算法组件库。再次,基于研制的组件库及解调器软件重构模型,以OQPSK突发信号和16QAM连续信号解调为目标,设计新组件并基于组件进行集成化开发,形成新的两种功能。通过测试,从源代码复用率分析的角度表明开发效率分别提高了97.81%和58.92%。最后,在DSP和FPGA上分别实现OQPSK和16QAM信号解调的专用组件,结合以上的组件库,基于课题组的软硬件成果,通过重构的方法分别实现了具有实时信号处理能力的解调器,通过对实际信号的解调处理表明解调器工作正常。此外,通过拖拽组件方式开发解调器,将调试难度从程序级降为组件级,提高解调器开发效率。本文以解调器的软件重构开发为目标研究了信号处理方面的软件重构技术,并进行了实现和验证,表明该技术可以很大程度提高开发效率。该技术不仅应用在解调器的开发方面,而且适用于大部分的信号处理应用开发过程。
【图文】：

图 2.11 BPSK、QPSK、8PSK 和 16QAM 信号星座图1）BPSK 信号判决BPSK 信号的星座图如图 2.11 左上图所示。对 BPSK 信号的判决只需要判断符号的横坐标即可，横坐标大于 0，输出为“0”；横坐标小于 0，输出为“1”。2）QPSK 信号判决QPSK 信号的星座图如图 2.11 右上图所示。对 QPSK 信号的判决首先判断符号的纵坐标，纵坐标大于 0，，第一位输出为“0”，纵坐标小于 0，第一位输出为“1”；再判断信号的横坐标，横坐标大于 0，第二位输出为“0”，横坐标小于 0，第二位输出为“1”。即在判决时，连续运用两次 BPSK 信号的判决方法，不同之处为判决对象分别是纵坐标和横坐标。3）8PSK 信号判决8PSK 信号的星座图如图 2.11 左下图所示。对 8PSK 信号的判决首先判断符号的纵坐标和横坐标符号，纵坐标大于 0，横坐标大于 0，前两位输出为“00”；纵坐标大于 0，横坐标小于 0，前两位输出为“01”；纵坐标小

图 2.11 BPSK、QPSK、8PSK 和 16QAM 信号星座图1）BPSK 信号判决BPSK 信号的星座图如图 2.11 左上图所示。对 BPSK 信号的判决只需要判断符号的横坐标即可，横坐标大于 0，输出为“0”；横坐标小于 0，输出为“1”。2）QPSK 信号判决QPSK 信号的星座图如图 2.11 右上图所示。对 QPSK 信号的判决首先判断符号的纵坐标，纵坐标大于 0，第一位输出为“0”，纵坐标小于 0，第一位输出为“1”；再判断信号的横坐标，横坐标大于 0，第二位输出为“0”，横坐标小于 0，第二位输出为“1”。即在判决时，连续运用两次 BPSK 信号的判决方法，不同之处为判决对象分别是纵坐标和横坐标。3）8PSK 信号判决8PSK 信号的星座图如图 2.11 左下图所示。对 8PSK 信号的判决首先判断符号的纵坐标和横坐标符号，纵坐标大于 0，横坐标大于 0，前两位输出为“00”；纵坐标大于 0，横坐标小于 0，前两位输出为“01”；纵坐标小
【学位授予单位】：战略支援部队信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN763

【参考文献】

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本文编号：2693703