向下兼容的数字调幅广播系统设计与实现

发布时间：2017-04-29 18:04

  本文关键词：向下兼容的数字调幅广播系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代通信技术的不断发展,数字化已成为主流趋势,各种新型的数字系统已逐步替代以往的模拟通信系统。然而,传统的模拟调幅(AM)广播,其数字化进程却十分缓慢。考虑到我国仍有众多AM广播听众,且AM广播在突发应急事件中仍发挥着不可替代的作用,因此,推动AM广播的数字化刻不容缓,意义重大。本实验室经过多年研究,提出一种数字调幅广播系统,实现兼容模拟AM广播的数字化传输。该系统发送端采用具有低旁瓣功率谱的高效调制信号取代正弦载波对模拟音频广播信号进行幅度调制；接收端将所接收的复合调制信号分为两路：一路直接沿用现用收音机中的包络检波即可复现模拟音频信号,实现了向下兼容；另一路可以通过非相干和相干的方式得到数字信号。该系统对于现有模拟AM广播发送设备稍加改动,即可在现行的AM广播系统传输体制内,同时传输模拟音频与数据信号。本文首先介绍了EBPSK.MPPSK和全跳变MPPSK调制技术：详细分析了高效调制信号解调时的核心模块——冲击滤波器；阐述了非相干解调接收机和相干解调接收机,并通过仿真比较其性能。接下来,对整个数字调幅广播系统进行了分析。分析了数字调幅广播的发射机系统,包络“数字载波”的参数选取、复合调制技术以及发射机谐振回路成型滤波器的仿真；简要叙述了本系统中采用的RS编码和交织器技术：阐述了向下兼容端的音频解调,重点介绍了对音频补偿的预处理模块；最终分析了数字调幅广播的两种接收机系统,并给出其性能比较。最后,为了对数字调幅广播系统进行可行性验证,利用Lyrtech公司推出的SFF SDR DP平台实现了全跳变的MPPSK与模拟音频的复合调制体制,并成功解调出两路信号。硬件平台的成功实现表明本系统具有良好的性能,有望成为我国数字调幅广播系统的技术框架。
【关键词】：复合调制 调幅广播 数字化 高效调制解调
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN934.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 数字广播技术发展简介8-9
• 1.2 高效调制技术的发展9
• 1.3 复合调制技术9-10
• 1.4 软件无线电技术10
• 1.5 论文的主要内容和结构10-12
• 第二章 高效调制解调技术12-24
• 2.1 调制原理12-18
• 2.1.1 EBPSK调制12-14
• 2.1.2 MPPSK调制14-16
• 2.1.3 全跳变的MPPSK调制16-18
• 2.2 冲击滤波器18-20
• 2.2.1 IIR型数字冲击滤波器18-19
• 2.2.2 FIR型数字冲击滤波器19-20
• 2.3 解调原理20-22
• 2.3.1 非相干解调接收机20-21
• 2.3.2 相干解调接收机21
• 2.3.3 性能仿真分析21-22
• 2.4 本章小结22-24
• 第三章 数字调幅广播系统结构设计24-42
• 3.1 发射机结构24-28
• 3.1.1 实现框图24-25
• 3.1.2 “数字载波”参数选取25-26
• 3.1.3 复合调制26-27
• 3.1.4 成型滤波27-28
• 3.2 信道编码与交织28-30
• 3.2.1 RS编码28-29
• 3.2.2 交织器29-30
• 3.3 向下兼容的复合调制信号音频解调30-33
• 3.3.1 上变频30
• 3.3.2 预处理30-32
• 3.3.3 效果对比32-33
• 3.4 数字调幅广播非相干接收机33-36
• 3.4.1 系统描述33-34
• 3.4.2 复合调制信号冲击滤波34
• 3.4.3 ADC和MPPSK解调34-35
• 3.4.4 数字信号解调性能35-36
• 3.5 数字调幅广播相干接收机36-40
• 3.5.1 系统描述36-37
• 3.5.2 载波同步37-39
• 3.5.3 复合信号相干解调39-40
• 3.5.4 数字信号解调性能40
• 3.6 本章小结40-42
• 第四章 数字调幅广播系统FPGA实现42-62
• 4.1 SDR平台整体结构42-43
• 4.2 数字调幅系统发射机FPGA实现43-49
• 4.2.1 全跳变MPPSK调制算法的硬件实现43-45
• 4.2.2 复合调制算法的硬件实现45-47
• 4.2.3 成型滤波器的FPGA实现47-48
• 4.2.4 发射机DAC工作设置48-49
• 4.3 非相干接收机FPGA实现49-56
• 4.3.1 接收机ADC工作设置49-50
• 4.3.2 音频解调FPGA实现50-53
• 4.3.3 非相干数字信号解调FPGA实现53-56
• 4.4 相干接收机FPGA实现56-61
• 4.4.1 载波同步FPGA实现56-58
• 4.4.2 符号判决FPGA实现58-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第五章 总结和展望62-64
• 5.1 全文总结62
• 5.2 研究展望62-64
• 致谢64-66
• 参考文献66-70
• 作者简介70

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