数字对讲机监测系统解调算法的研究与实现

发布时间：2017-05-26 11:06

  本文关键词：数字对讲机监测系统解调算法的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：数字对讲机具有频谱利用率高、通话质量好和附加业务丰富等特点,逐渐取代模拟对讲机,应用于公共服务等行业。传统的对讲机监测设备不能对数字对讲机信号进行解调和解码,不能满足数字对讲机监测任务的需要,必须开发数字对讲机监测系统。解调算法实现数字对讲机信号的捕获与解调功能,是数字对讲机监测系统的物理层关键技术之一。因此,数字对讲机监测系统解调算法的研究与实现具有十分重要的意义。本文在综述国内外CPFSK解调算法研究状况的基础上,首先,分析了数字对讲机监测系统的总体架构,重点分析了射频前端和数字中频信号处理板的结构和功能。然后,详细阐述了DMR/dPMR数字对讲机的调制原理和突发结构,分析和比较了最优相干检测、1比特差分维特比以及差分鉴频三种CPFSK基带解调算法,给出了一种易于数字对讲机监测系统实现的解调算法,设计了解调算法中的数字下变频算法、同步算法、差分鉴频算法以及频偏估计算法等算法,并利用Matlab仿真软件对解调算法进行了仿真验证。其次,在XC7K325T硬件平台上,利用VHDL语言开发了数字对讲机监测系统解调算法的接口模块、数字下变频模块、鉴频模块以及同步模块等模块,实现了对DMR/dPMR信号的数字下变频、同步以及鉴频等功能。最后,利用Chipscope在线逻辑分析仪,进行了解调算法的功能和性能测试,测试结果表明：数字下变频模块、同步模块以及鉴频模块的功能正常,解调算法的静态接收机灵敏度可达-120dBm,满足了工程设计要求。
【关键词】：CPFSK 数字对讲机 DMR dPMR 解调
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.54
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-17
• 1 引言17-25
• 1.1 概述17
• 1.2 国内外CPFSK解调算法的研究状况17-23
• 1.2.1 概述17
• 1.2.2 基带解调算法的研究状况17-20
• 1.2.3 符号同步算法的研究状况20-21
• 1.2.4 频偏估计算法的研究状况21-23
• 1.3 选题意义和论文的主要工作23-25
• 1.3.1 选题意义23-24
• 1.3.2 论文的主要工作24-25
• 2 数字对讲机监测系统的总体架构25-29
• 2.1 总体架构25-26
• 2.2 射频前端26-27
• 2.3 数字中频信号处理板27
• 2.4 本章小结27-29
• 3 数字对讲机的调制解调原理29-41
• 3.1 概述29
• 3.2 DMR/DPMR突发结构29-32
• 3.2.1 DMR突发结构29-31
• 3.2.2 dPMR突发结构31-32
• 3.3 DMR/DPMR调制原理32-36
• 3.3.1 符号映射32-33
• 3.3.2 成形滤波33-35
• 3.3.3 频率调制35-36
• 3.4 CPFSK基带解调算法36-38
• 3.4.1 最优相干检测算法36
• 3.4.2 1bit差分维特比算法36-37
• 3.4.3 差分鉴频算法37-38
• 3.5 本章小结38-41
• 4 数字对讲机监测系统解调算法的设计41-61
• 4.1 总体结构41
• 4.2 数字下变频算法的设计41-50
• 4.2.1 数字混频的设计41-43
• 4.2.2 多级抽取滤波的设计43-44
• 4.2.3 CIC滤波器的设计44-46
• 4.2.4 FIR滤波器的设计46-50
• 4.3 差分鉴频算法的设计50-53
• 4.3.1 鉴频器50
• 4.3.2 仿真分析50-53
• 4.4 同步算法的设计53-56
• 4.4.1 差分互相关算法53-55
• 4.4.2 仿真分析55-56
• 4.5 频偏估计算法的设计56-59
• 4.5.1 频偏估计算法56-57
• 4.5.2 仿真分析57-59
• 4.6 本章小结59-61
• 5 数字对讲机监测系统解调算法的实现61-103
• 5.1 开发方法61-65
• 5.1.1 硬件平台61
• 5.1.2 开发工具61-62
• 5.1.3 VHDL语言62
• 5.1.4 开发流程62-65
• 5.2 接口模块65-71
• 5.2.1 Clock_config子模块65-67
• 5.2.2 EXT_config子模块67-69
• 5.2.3 AD_interface子模块69-70
• 5.2.4 DSP_interface子模块70-71
• 5.3 数字下变频模块71-83
• 5.3.1 实现流程71-72
• 5.3.2 digital_mixer子模块72-75
• 5.3.3 动态截位子模块75-78
• 5.3.4 downsample子模块78-83
• 5.4 同步模块83-96
• 5.4.1 实现流程83-84
• 5.4.2 amp_nml子模块84-87
• 5.4.3 one_symbol_diff子模块87-89
• 5.4.4 xcorr_rx_sync子模块89
• 5.4.5 search_max_corr子模块89-92
• 5.4.6 sync_dmr子模块92-94
• 5.4.7 sync_dpmr子模块94-96
• 5.5 鉴频模块96-102
• 5.5.1 实现流程96-97
• 5.5.2 DiffFreq子模块97
• 5.5.3 DataBuf子模块97-98
• 5.5.4 FreqDevEst子模块98-99
• 5.5.5 SampDec子模块99-100
• 5.5.6 FIFO子模块100-102
• 5.6 本章小结102-103
• 6 数字对讲机监测系统解调算法的测试103-113
• 6.1 测试方案103-104
• 6.2 测试内容104-106
• 6.2.1 各模块功能测试104-106
• 6.2.2 解调性能测试106
• 6.3 测试结果与分析106-112
• 6.3.1 各模块功能的测试结果与分析106-110
• 6.3.2 解调性能的测试结果与分析110-112
• 6.4 本章小结112-113
• 7 结论113-115
• 参考文献115-119
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果119-123
• 学位论文数据集123

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