基于dmr的4cpfsk基带信号处理技术研究和芯片设计实现

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1、浙江大学硕士学位论文摘要DMR(DigitalMobileRadio)是欧洲电信标准协会(ETSI)最新提出的集群通信协议。该协议主要应用于数字对讲机，实现从模拟到数字的转变。DMR集群通信协议物理层采用4CPFSK调制方式，MCPFSK在DMR系统中的研究相对较少，同时有很多实际问题如定时跟踪、信号检测等还没有解决。因此，基于DMR协议的4CPFSK基带信号处理技术研究是一个重要并具有实际应用价值的课题。首先，本文介绍了数字集群通信系统和连续相位调制技术，阐述了MCPFSK在DMR系统中的应用，紧接着详细介绍了DMR集群

2、通信协议，分别从物理层、数据链路层和呼叫控制层三个方面展开。然后从CPM的信号模型出发，分析信号功率谱与调制指数和进制数的关系，给出了CPM信号的最佳接收机，并通过CPM欧式距离分析最佳接收机的性能，为后续的理论分析提供模型和依据。其次，本文重点研究了基于DMR的4CPFSK调制解调方法，分别介绍了发射机和接收机的设计方案和实现原理。发射机部分包括组帧时隙控制、映射、成形滤波、FM调制器等。接收机部分包括差分鉴相、匹配滤波、信号检测、定时同步、频偏估计和定时跟踪等。在接收机部分，重点介绍了基于DMR系统的定时跟踪环路。该定

3、时跟踪环路在差分鉴相的基础上提出了一种全新的定时误差提取方法。仿真结果表明，该定时跟踪方法能够准确的估算出定时偏差，易于实现。然后，本文从实际DMR通信系统的测试结果出发，研究该系统中存在的两个问题，即非线性失真对物理层的影响和如何提升信号检测正确概率。在研究非线性失真对物理层的影响时，从现有的放大器模型出发，通过测试拟合出实际接收机的AM．AM特性曲线和AM-PM特性曲线，并提出分段频偏补偿方法用以消除非线性失真对接收的影响。为了提升信号检测正确概率，提出分集接收的方法。根据手持机侧和基站侧的不同之处，分别采用时间分集和

4、空间分集的接收方法，并给出了分集接收时数字基带信号处理结构。最后，本文基于上述的4CPFSK调制解调方案，给出了DMR专用通信芯片的实现框图，并描述了芯片的功能和接口，同时通过测试该芯片得到DMR物理层4CPFSK信号的实际发送和接收性能。【关键词】集群通信DMR4CPFSK定时跟踪非线性失真分集接收i浙江大学硕士学位论文AbstractDMR(DigitalMobileRadio)isthelatestdigitaltrunkingcommunicationsystemprotocolproposedbytheinter

5、nationalorganizationETSI．Thisprotocoltransferringfromanalogtodigitalsystemisfirstappliedtodigitalinterphone．ThemodulationmethodofDMRis4CPFSK,butthereislittleresearchon4CPFSKinthissystem,evennobasicmodul撕on&demodulationstructures．Sotheresearchabout4CPFSKbasebandsig

6、nalprocessingbasedonDMRprotocolisasignificantsubject．FirstlyWeintroduceddigitaltrunkingcommunicationsystemandcontinuousphasemodulationtechnology．ThenwefurtherdescribedDMRdigitaltrunkingprotoc01．bo也includedphysicallayer,datalinklayerandcallcontrollayer．AlsobasedonC

7、PMsignalmodel，weanalyzedtherelationshipbetweenpowerspectrumandmodulationindex,andusedEuclideandistancetoevaluatetheidealreceiver．Secondly,wefocusedon4CPFSKmodulation＆demodulationalgorithmbasedonDMRprotocol，bothincludeddesignplanandrealizationprinciplesabouttransmi

8、tterandreceiver．Thetransmitterisconsistedofslotcontrol，mapping，shapingfilterandfrequencymodulator．Andthereceiverincludedifferentialphasediscrimination，s