基于软件无线电调频接收机设计

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1、基于软件无线电的调频接收机设计摘要本文以调频广播信号为研究对象，结合软件无线电架构，合理设计硬件、算法、软件，构建数字解调系统，最终实现了立体声解调。不仅如此，还可以通过添加新的算法模块来实现其他方式的解调，充分体现了软件无线电灵活、高效、开放的优点。首先，本文概述了软件无线电的历史、发展，以及在通信系统中的研究应用现状。根据本文的研究目标，在性能、成本、灵活性等方面比较了软件无线电的射频全带宽低通采样、射频直接带通采样、数字中频三种方案，并最终选定了数字中频架构；按照选定的架构进行了关键器件选型；根据调制解调在离散域内的数学定义，对比几种常

2、见解调方法的运行速度和资源消耗，选定电荷泵锁相环实现调频解调；根据选取的器件和算法的需求选定了Xilinx逻辑开发套件作为本文的开发环境。其次，完成了系统各模块的硬件设计，包括电源、下变频、模数转换、JTAG与配置电路、音频输出等。然后，重点完成了锁相环的数据建模仿真，并在FPGA上实现和测试。依照锁相环的原理和构成求解了其闭环传函，得到了环路带宽、相位裕度表达式。结合论文需求和实际经验求得各模块参数，并建立锁相环数学模型，进行了仿真。根据数学模型在SystemGenerator平台上实现了FPGA数字锁相环设计。测试结果表明，锁相环跟随性能

3、良好，能正确解调出给定的测试信号，验证了数学模型和设计的正确性。在锁相环正确解调调频信号的基础上，根据调频立体声频谱分布实现了立体声分离算法。此外还利用SystemGeneratof的各模块实现了A／D，D／A接口时序设计。最后，将各接口模块、算法模块编译成软核CPU的外设，在此平台上完成控制软件设计，实现了软件无线电动态配置的功能。关键词：软件无线电；数字锁相环；调频接收机；数字中频硕士学位论文AbstractFollowedbythearchitectureofSoftwareDe6nedRadio，adigitaldemodulatio

4、nsystemhaVebeenbuiltbydesignigthehardware，algorithms，andsoftware，whichaimedtoresearchtheFMradiosignal．MoreVer，bysoftwarereconnguration，thesystemcouldcompatiblewithmanyothermodulationmethods，WhichrenectedalltheadVantagesinflexiblity，emcience，andopeningofSDR．First，anoVerViewt

5、otheSDRwastakedoutonitshistory，deVelopment，applicationaswellasresearchstateincommunicationsystem．，Thenthreeschemesofsoftwareradiowerecomparedintermsofperformance，cost，nexibility，whichwereRFlow-passsampling，RFband-passsanlplinganddigitalIF．Finallyasuitableonewasselected，andS

6、omemodelsarechoosedforthem．Accordingtothemathematicaldefinitiononmodulationanddemodulation，severaldemodulationmethodsinthediscretedomainwerecompared，andthechargepumpphase—lockedloopwasselectedtoachiVetheF】ⅥdemodulationbyitsadVantageonresourcesconsumptionandoperationspeed．Af

7、terselectingthedeViceandthealgorithm，theXilinxlogicdeVelopmentkitwasselectedasthedeVelopmentenVironment．Second，thehardwaredesignoftheholesystemwasfinished，includingthepower，RFdown-conVersion，analogtodigitalconVerter，JTAGandconnguration，audiO0utputandsoon．．Third，thesimulatio

8、nandFPGAimplementationwerecarriedoutfollowedbythemathemticamodeling．‘Inaccordancew