基于soc的无线调频广播数字中继系统的设计与研究

《基于soc的无线调频广播数字中继系统的设计与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于SoC的无线调频广播数字中继系统的设计与研究第一章绪论1.1研究背景和意义虽然SDR在理论上有着很好的发展前景，但由于它在软、硬件处理上需要极高速的性能，所以纯粹的SDR一直没有能在实际的产品中得到广泛的应用，直到全球领先的模拟集成IC产品供应商ADI公司推出一款面向软件无线电应用的革命性解决方案AD9361射频捷变收发器，它支持多种可编程无线电应用，支持广泛的网络规范以及调制方案[1]。因此AD9361在真正意义上将SDR概念广泛应用于实际产品中。随着通信技术的发展，各种手持式无线终端的出现和更新，比如智能、车载电子产品等，人们越来越依赖这些新技术，这些新的技术与变化

2、导致移动通信技术的发展越来越重要，这些转变需要新的无线通信技术的发展作为支持。无线通信技术的发展带来的是通信服务质量的日趋提高，以及人们使用方便程度的提高，同时也带来了惊人的通信系统的升级换代的速度。在传统的无线通信系统中对系统更新换代的方法是通过对设备改造升级甚至直接更换设备的方法来完成新技术改革的，这样带来的问题就非常多，比如异构的系统间会存在兼容性的问题、相互通信与相互操作性降低、直接更新设备更是会加大设备在成本中的投入比，运营商成本增加后就会考虑新技术推广带来的问题，也就制约了新技术的推广，制约了无线通信技术的进一步发展。所以，在新技术的出现能够提高传输速率的同时，

3、又能方便将设备进行较低成本的技术升级与改造，是无线通信领域现在以及今后发展的关键问题；而软件无线电技术，正是为了解决这些问题应运而生。本文的内容是根据上海东方明珠传输有限公司和上海东华大学签订的合作开发项目无线射频数字信号自适应处理器而来的。该项目旨在提高调广播调频信号质量与覆盖率，利用射频捷变收发器AD9361接收调频广播信号，将射频信号转化为数字信号进行处理。处理后的广播信号按所要求的频段进行发射，实现广播信号更广泛的传播。较于传统通信系统中频段的改变是利用模拟电路来实现的，并且每个电路只能对应固定的频段，无线通信数字中继器则具有更好的灵活性和通用性。.........

4、..1.2软件无线电及相关技术介绍软件无线电技术的概念是把标准化、模块化的硬件单元通过多种总线协议的方式连接构造的基本平台，并且通过软件实现无线通信功能的一种开放式体系结构[2]。使得无线通信系统对硬件系统结构的依赖大大减小，在保证通用性和稳定性的情况下，运用软件来实现功能，这样系统的升级改进变得方便且代价很小，并且在不同的系统之间能兼容和互联。软件无线电的基本思想是运用智能天线和宽带射频器件，使得宽带A/D变换尽量的靠近射频天线，从而更早地将收到的模拟信号进行数字化，在同样的硬件平台上，通过可重新编程的软件最大程度上来实现广播电台等多种空中接口、传输机制、协议等功能[3]

5、。现阶段软件无线电的实现多采用中频数字化方案来进行设计，在这种结构中，数字上下变频的实现是在高速A/D、D/A转换器和基带数字信号处理系统之间完成的，数字变频完成了数字信号的频谱搬移，也完成数据速率的改变，这样便降低了软件无线电中高速A/D，D/A转换器和基带DSP处理器的性能要求。数字上下变频器是软件无线电中运算复杂度最高，属于核心的处理单元之一，也是软件无线电系统实现中最困难的部分，它的性能很大程度上决定了整个软件无线电接收机系统的性能。另外，数字上下变频器不仅在通信系统中得到广泛应用，在雷达、医学图像处理以及电缆调制解调器等领域也有着成熟的应用[4][5]。因此，了解

6、并运用数字上下变频技术具有十分重要的意义。...........第二章中频数字化接收基本理论和方案分析2.1信号采样理论中频数字化的工作原理是：ADC对模拟中频信号进行采样，把模拟信号变为数字信号，这样就方便进行数字信号的处理，然后再由软件实现各种功能。因此，对模拟信号的采样是中频数字化收发信机的关键问题。从而涉及到以下两种采样定理。带通采样定理表明[19]：对带通信号进行欠采样，采样频率必须远低于信号最高频率的两倍，即奈奎斯特频率大于采样率，大幅度地降低采样率，这样后端数据处理的工作量可以大大地减少，处理效率随即提高。中频数字化接收机的工作需求：带通采样的带宽应该尽可能的

7、宽，从而使信号具有更好地适应性。并且，如果工作频率范围一致，采样率越高，那么盲区采样频率的数量越少，这样就可以简化系统的设计；如果采样率太低，那么则不利于提高采样量化后的信噪比。通过上面的了解，所以在条件允许的情况下，带通采样率应尽可能选择的高一些，同时瞬时采样带宽也尽可能的宽。然而采样后数据流的速率随着采样速率的提高而变得越来越高，导致后续信号的处理速度跟不上，难以满足实时处理的要求，所以我们有必要通过数字下变频对模数转换后的数据流进行降速，从而满足对数据实时处理的目的。.........2.2中频数字化收发方案