基于软件无线电的移动通信系统研究与设计

发布时间：2017-11-08 08:13

  本文关键词：基于软件无线电的移动通信系统研究与设计

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【摘要】：软件无线电技术是通信领域继固定通信到移动通信,模拟通信到数字通信之后第三次革命,是用于卫星导航和第四代移动通信系统的最优解决方案。本文旨在研究软件无线电地面卫星移动通信系统的设计,以通信技术、微电子技术和计算机技术为基础,对软件无线电的体系结构、宽带可编程、多速率信号处理、可配置的射频和数字中频技术等方面进行研究和设计本文首先对软件无线电技术及其在地面卫星移动通信系统中应用的国内、外研究现状进行了详尽的综述,并阐述了软件无线电的基础理论,对信号采样理论、多速率信号处理技术、数字上下变频技术、高效数字滤波器、数字正交变换理论进行了分析和研究。从目前微电子技术发展水平和实验室研究条件出发,根据具体的系统性能指标,设计了一个基于软件无线电的地面卫星移动通信系统。系统基带与中频设计采用软硬件均可编程的数字化协同处理架构,选用Xilinx ZYNQ全可编程FPGA作为数字信号处理和系统配置与控制的核心处理器,并结合高性能、高集成度射频捷变收发器AD9364来实现该移动通信平台。采用Verilog HDL语言设计了DDS信号发生器、数字上下变频与滤波处理、数字数据接口协议,调制解调模块等进行IP核,并利用ZYNQ的ARM Cortex-A9处理器资源和MATLAB GUIDE设计了本平台的软件系统架构和人机交互界面。软件无线电是利用现代化软件来控制传统的纯硬件电路的无线通信技术,其关键思想是构造一个通用化的硬件平台,选用不同软件模块来实现不同的通信功能。本文设计的软件无线电移动通信系统实现了上行频率1980MHz～2010MHz、下行频率2170MHz～2200MHz可调,调整步长小于100Hz；数字低中频带宽具有21.6 KHz、43.2 KHz、108 KHz、216 KHz、324KHz五种可编程配置模式,可以通过软件编程方式支持不同的通信制式、频段和标准,具有软硬件均可重构性特点,大大简化了无线通信系统的硬件设备,同时将虚拟测试仪和通信系统合为一体,能对通信信号进行实时的频谱分析和矢量调制分析,充分体现了软件无线电的优势,该系统不仅能应用在通信设备上,在许多射频测试设备、通信系统验证平台以及通用软件定义无线电平台中均可应用,对软件无线电的研究发展具有一定的实用价值和参考意义。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
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本文编号：1156320