高信噪比短波数字接收机的设计与实现

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着无线通信技术的飞速发展，无线电台的短波波段已经越来越拥挤，相互之间的干扰也变得越来越严重。同时无线信号在传输过程中会受到瑞利衰弱的限制，从而严重影响了信号的接收质量，在这种情况下，传统的模拟短波接收机已经很难满足使用需求。所以，在现有信道的前提下，如何接收到高质量的短波信号就成为一个非常现实的问题。因此接收机的数字化实现就成为无线通信领域研究的焦点。本论文的工作如下：(1)描述了本课题的背景和意义。在第一章中，主要对本课题中会使用到的基本原理进行了简要的叙述，介绍了本论文的组织架构。本课题的基本设计思路是通过运用空间分集接收技术和最佳比例同相合成技术，对传

2、统模拟接收机进行合理的数字化改造，从而在很大程度上克服了非理想信道中的瑞利衰弱和无线信号之间的相互干扰，最终优化了接收信号的质量，提高了接收信号的信噪比。(2)数字短波接收机方案的确定。仔细比较了各种接收机方案，并且分析了它们的优势和劣势，给出了本文采用的接收机方案。在第二章中，通过分析和比较三种不同的数字接收机的实现方案，最终选择了宽带中频数字化采样结构作为本设计的数字化实现方案。(3)完成了短波数字接收机硬件系统电路和电路板的设计与实现。并重点分析研究了关键电路部分。由于原模拟设备运行正常且性能良好，本课题使用原模拟接收机作为短波信号接收单元。本系统主要功能模块包括四路短波接收模块，

3、四路增益控制模块和四路模数转换模块，以及FPGA分集合成解调模块和数模转换输出模块。本课题的最大特点就是沿用了原有的模拟设备，从而在有效节约成本的前提下达到了预期的效果。(4)本课题的研究重点在于短波模拟接收机的数字化改造的设计方案和空间分集合成的FPGA实现。论文第四章详细阐述了FPGA模块部分实现的原理和方式，并着重介绍了空间分集合成的实现过程。(5)最后在实验室条件下，对短波数字接收机数字部分电路进行了必要的仿真分析。并完成了对短波数字接收机的整机测试。关键词：短波接收机，数字化，分集合成，FPGA武汉理工大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmem

4、ofwirelesscommunicationstechnology,short·wavebandradiohasbecomeincreasinglycrowded，mutualinterferencehasbecomeincreasinglyserious．AtthesametimethewirelesssignalinthetransmissionprocesswillbeweakRayleighlimit，whichseriouslyaffectedthequalityofthereceivedsignal；inthiscase，thetraditionalanalogshortw

5、avereceiverhasbeendifficulttomeetthedemandofusers．Therefore，thepremisesoftheexistingchannelhowtoreceivehi曲一qualityshort-wavesignalsbecomesaveryrealproblem．mdigitalrealizationofthereceiverhasbecomethefocusofresearchinthefieldofwirelesscommunications．Tmsthesishasdoneasfollows：(1)Describesthebackgro

6、undandsignificanceofthisissue，andbdeflyintroducesthebasicprinciplesusedinthisissue，andexplainsthestructureofthispaper．111ebasicdesignconceptofthisdesignisthroughtheuseofspacediversityreceptiontechniquesandthebestratio-phasesynthesistechnology,traditionalanalogreceiverforareasonabledigitaltransfor

7、mation，whichlargelyovercometheweaknessofnon-idealRayleighchannelandmutualinterferencebetweenwirelesssignalsandultimatelyoptimizethereceivedsignaltoalargeextent,improvedtheSNRofthereceivedsignal．(2)Determinetheprogramof