基于软件无线电的扩频数字接收机研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文基于软件无线电的扩频数字接收机研究姓名：韩英杰申请学位级别：硕士专业：导航、制导与控制指导教师：徐定杰20090301哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要随着无线通信应用的大规模普及，系统多标准、多体制的出现，对互操作要求的增加，以及无线电频带资源的缺乏，传统无线通信系统需要得到新的突破和发展。无线通信如何有效的利用频带资源，又灵活多样，能适应各种应用环境，成为研究的热点。软件无线电可以改进性能并扩展功能集，降低了应用成本，同时也使设计方法得以改变。扩频通信相对于传统的窄带通信，在

2、频谱利用率上也有明显的优势，是未来无线通信系统中的关键技术。本文主要研究基于软件无线电技术的直接序列扩频接收机，构建一个接收机平台。本文首先论述了软件无线电的发展状况及其特点，对它的实现技术进行了具体的分析，并在此基础上讨论了软件无线电的若干关键技术问题。接着分析了软件无线电的三种基本结构，根据现有的技术水平，选用宽带中频采样软件无线电结构进行了重点的论述。接着本文讨论了软件无线电与扩频通信相结合的方式方法，随后建立了接收机的数学模型；提出了相应的系统技术指标，以此为标准来设计接收机。在考虑到接收机若

3、干典型结构的基础上，选择超外差体系结构作为接收机设计时的硬件平台；并给出了接收机在软件实现上的总体流程。然后本文以硬件平台总体方案为蓝本，对接收机中涉及到芯片、元器件的选择、应用和涉及到的背景理论进行了详细介绍。对硬件平台中的关键部分数模转换模块、数据存取模块进行了详细介绍。根据理论分析得到合适的ＡｉＤ采样速率，Ａ／Ｄ转换后用数字滤波代替了模拟滤波，提高了系统的灵活性和滤波器的选择性。在本文的软件分析部分，讨论了解扩和解调过程中的实现原理，同时给出了ＤＳＰ系统总的工作流程。总体说来，本课题基于现有的理

4、论发展，在充分理解相关理论的前提下，将主要经历集中于具体应用的研究上，取得了一定的成果。关键词：软件无线电；直接序列扩频通信；ＤＳＰ哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：露襻

5、甄日期：口＇年≥月『口日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（囹在授

6、予学位后即可口在授予学位１２个月后口解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：胁．导师（签字）：彳丢凄杰日期：明年＝；月ｌｏ日护哆年；月乃日哈尔滨丁程大学硕十学位论文第１章绪论１’．１课题背景及意义无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置，广泛应用于军事、商业、日常等领域。无线通信系统有很多，其技术实现方式也有很多，各种通信系统因自身的特点而应用于不同的场合。传统无线电台的全部功能都由硬件实现，只能工作于单一频段、单一的调制方式。电台之间的差异极大，这限制了不同电台之间的互通

7、互连及升级变更。为了解决互通性、灵活性等问题各国都进行了积极的探索，努力使不同设备既能满足互通的要求，又能满足抗干扰、保密性好的要求，既能使通信设备跟上无线电发展的步伐，又能延长设备的使用寿命，降低系统的投入。１９９２年５月，ＭＩＴＲＥ公司的Ｊｏｅ．Ｍｉｔｏｌｅｕｌ首次明确提出了软件无线电的概念。其中心思想是，构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能用软件来完成，并使宽带Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ尽量靠近天线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。可以说这种电台是可用软件控制和再

8、定义的电台，突破了传统的无线电台以功能单一、可扩展性差的硬件为核心的设计局限性，是一种全新概念。选用不同软件模块就可以实现不同的功能，如果要实现新的业务或调制方式只要增加一个新的软件模块即可。这在通信尤其是在移动通信领域有着迫切的需求和广阔的应用前景。软件无线电技术是近年来随着微电子及计算机技术高速发展而产生的一种新的无线电技术，相对于传统的基于分立元件和ＡＳＩＣ的无线技术，它具有不可比拟的优越性。软件无线电的核心概念是随着大规模集成电路技术的不断进步，