基于GNU Radio和RTLSDR软件无线电的FM广播解调接收
本文关键词:基于GNU Radio和RTLSDR软件无线电的FM广播解调接收
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【摘要】:现代无线通信系统朝着多标准多体制的方向发展,而传统的无线电系统对硬件的依赖性很强,以致难以适应无线通信的发展需要。为解决上述问题,传统的无线电系统逐步向软件无线电方向发展。软件无线电提出了一种以标准化、模块化、通用性、开放性、可扩展的方式实现无线电应用的思想,它具有软件可编程、可扩展、易修改和成本低的优势,通过结合一个标准化、模块化的通用硬件平台和信号处理软件平台如GNU Radio,把无线通信技术从传统的固定电路和依赖硬件的局限性中提升到一个软件化易扩展的新高度。本文主要设计基于GNU Radio和RTLSDR的软件无线电平台的FM调频广播信号解调接收的方案,能够实现简单收音机的一些频道选择、音量控制、频率调制等功能。该方案基于软件无线电的思想,以RTLSDR的调谐器R820T作为射频信号的接收器和下变频器,将射频信号经过两次下变频到低中频。低中频信号在RTLSDR的RTL2832U芯片中进行A/D转换,并通过数字下变频为基带IQ正交信号,将基带IQ信号送入计算机中的软件信号处理平台GNU Radio进行信号的解调、滤波、放大等处理。本设计的重点是用软件GNU Radio对接收的调频广播信号进行解调,解调是在其图形界面GNU Radio-Companion中构建信号处理流程图完成,通过调用和连接相应的信号处理模块生成信号处理流程图。本文中调频信号的解调使用求信号相位的反正切再差分算法对调频广播信号进行解调,编写基于该算法的调频信号解调的源文件和头文件,然后使用gr-modtool(GNU Radio生成自定义信号模块的工具)生成自定义WBFM解调模块,添加到软件GNU Radio-Companion中。生成的自定义解调模块WBFM完成对信号的解调处理。通过调用相关的模块构建调频广播解调接收的流图,运行流图完成对广播信号的解调,并由声卡播放。
【关键词】:软件无线电 GNU Radio RTLSDR FM解调 流程图
【学位授予单位】:华中师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN934.2;TN925
【目录】:
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 1 绪论10-15
- 1.1 软件无线电的产生背景和研究意义10
- 1.2 软件无线电的国内外研究现状和发展趋势10-11
- 1.3 软件无线电的应用11-13
- 1.3.1 在移动通信领域中的应用12
- 1.3.2 在军事领域中的应用12-13
- 1.3.3 在天基信息系统中的应用13
- 1.4 论文研究的主要内容13-15
- 2 软件无线电的基础理论15-20
- 2.1 软件无线电的结构15-16
- 2.2 采样理论16-17
- 2.2.1 奈奎斯特采样定理16
- 2.2.2 带通采样理论16-17
- 2.3 多速率信号处理17-19
- 2.4 本章小结19-20
- 3 GNU Radio软件平台20-27
- 3.1 GNU Radio简介20
- 3.2 GNU Radio的软件结构20-21
- 3.3 GNU Radio的通用外设21
- 3.4 GNU Radio的图形化工具GRC21-22
- 3.5 GNU Radio的安装与测试22-25
- 3.5.1 GNU Radio的安装22-23
- 3.5.2 GNU Radio的测试23-25
- 3.6 GNU Radio中常用的信号处理模块25-26
- 3.7 本章小结26-27
- 4 RTLSDR的系统构成27-33
- 4.1 RTLSDR的硬件结构和功能27-30
- 4.1.1 R820T的结构和功能28-29
- 4.1.2 RTL2832U的结构组成和功能29-30
- 4.2 RTLSDR依赖库librtlsdr编译安装30-31
- 4.3 RTLSDR的GNU Radio插件gr-osmosdr31-32
- 4.4 本章小结32-33
- 5 基于GNU Radio和RTLSDR的FM信号解调接收33-55
- 5.1 调频概念和原理33-34
- 5.2 软件无线电中信号调制解调原理34-37
- 5.2.1 软件中信号调制模型35
- 5.2.2 信号解调通用模型35-37
- 5.3 FM解调算法37-39
- 5.3.1 反正切差分解调38
- 5.3.2 改进的反正切解调法38-39
- 5.3.3 数字锁相环解调法39
- 5.4 GNU Radio平台的FM接收解调方案39-41
- 5.5 GNU Radio中FM解调接收的实现41-49
- 5.5.1 在GNU Radio中编写WBFM模块41-43
- 5.5.2 构建FM解调流图的必要模块研究43-47
- 5.5.3 FM解调接收流图的构建47-49
- 5.6 FM解调流图的分析和结果49-54
- 5.6.1 FM解调流图的分析49-51
- 5.6.2 流图实现的结果51-54
- 5.7 本章小结54-55
- 6 总结与展望55-57
- 6.1 论文总结55
- 6.2 展望55-57
- 参考文献57-61
- 致谢61
【参考文献】
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,本文编号:785581
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