数学模型在软件无线电中的应用-毕业论文

《数学模型在软件无线电中的应用-毕业论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、数学模型在软件无线电中的应用数学模型在软件无线电中的应用1.绪论软件无线电是近些年来随着微电子、信号处理、计算机等技术的高速发展应运而生的一种新的无线电技术．它最初起源于军事通信，是为了解决多军联合作战时通信互通互联问题而提出来的．经过这几年的迅速发展，软件无线电早已从军事领域的阶段逐步发展成为移动通信发展的基石，特别是第3、4代移动通信系统．个人移动通信系统已从第一代模拟蜂窝系统发展到第二代数字蜂窝系统（GMS、CDMA），目前正在向第三代移动通信系统发展，而且第四代移动通信技术也已经悄然问世．随着

2、越来越大的通信需求，一方面使通信产品的生存周期缩短，开发费用上升；另一方面，新老体制共存，各种通信系统之间的互联变得更加复杂和困难、由于通信技术的迅猛发展，新的通信体制与标准不断提出，通信产品的生存周期减少，开发费用上升，导致以硬件为基础的传统通信体制无法适应新的局面；同时，不同体制互通的要求日趋强烈，并且随着通信业务的不断增长，无线频段资源变得越来越拥挤，对现有通信系统的频带利用率及抗干扰能力提出了更高的要求．但是沿着现有通信体制的发展，很难对频带重新规划．所以寻求一种既能满新一代通信系统需求，由能

3、兼容老体制，而且更具有扩展能力的新的个人移动通信系统体系结构成为人们努力的方向．而软件无线电正好提供了解决这一问题的技术途径成为第三代移动通信系统研究的热点．数学模型是根据对研究对象所观察到的现象及实践经验，归结成的一套反映其内部因素数量关系的数学公式、逻辑准则和具体算法．随着计算机技术的迅速发展，数学模型的应用几乎渗透到我们生活的各个方面．软件无线电技术同样离不开对数学模型的应用，数学模型的应用在软件无线电技术领域产生了重大和深远的影响．2．软件无线电概述所谓软件无线电，就是说其通路的调制波形是由软

4、件确定的，即软件无线电是一种用软件实现物理层连接的无线通信设计．20数学模型在软件无线电中的应用软件无线电的核心是将宽带A/D、D/A尽可能靠近天线，用软件实现尽可能多的无线电功能；其中心思想是在一个标准化、模块化的通用硬件平台上，通过软件编程，实现一种具有多通路、多层次和多模式无线通信功能的开放式体系结构．应用软件无线电技术，一个移动终端可以在不同系统和平台间畅通无阻地使用．   软件无线电的主要优点是具有多频段、多功能通信能力和很强的灵活性，可以通过增加软件模块，很容易地增加新的功能． 它可以与其

5、它任何体制电台实现空中接口进行不同制式间的通信，并可以作为其它电台的射频中继； 还可通过无线加载来改变软件模块或更新软件； 亦可以根据所需功能的强弱,取舍选择软件模块，降低系统成本，节约费用开支．  图1  多频段、多功能软件无线电框架结构原理图 图中除天线、射频发射、接收模块未能实现可编程外，从中频(含零中频) 至基带的全部数字信号处理过程,均由可编程和软件实现． 其内容包括从中频采样后各种类型的信号调制、解调、解扩(DS) 、解跳、同步、相关运算、滤波、信道编解码、语音、数据编译码、信道控制、电台

6、功能控制、信息安全等均由可编程器件及软件完成．3.软件无线电接收机数学模型软件无线电接收机的数学模型主要包括单通道软件无线电接收机数学模型和并行多通道软件无线电接收机数学模型两部分内容．单通道软件无线电接收机模式，即在同一时刻只能接收所选择的一个信道的信号进行接收解调分析，不能同时接收多个信号．单通道软件无线电接收机后端经接收机前端采集的数据继续要进行下一步的信号检测、同步获取、解调、解密、纠错、网络管理等处理过程．20数学模型在软件无线电中的应用由于在当前器件水平下，DSP的每秒运算量难以满足直接进

7、行后续处理的要求，所以需要有关键的预处理部分，即数字下变频部分（DigitalDownConverter）．其功能是将高速中频信号转变成低速基带信号，以解决DSP平台处理速度有限所导致的困难．3.1单通道软件无线电接收机数学模型单通道软件无线电接收机模式，即在同一时刻只能接收所选择的一个信道的信号进行接收解调分析，不能同时接收多个通道的信号．单通道软件无线电接收机后端的典型结构如图2所示，经接收机前端采集的数据要继续进行下一步的信号检测、同步获取、解调、解密等处理过程．由于软件无线电功能全部由软件实现

8、，因此运算量很大．例如中频的数字处理：12.5MHz的移动蜂窝波段用30.72MHz采样率采样，将频率搬移、滤波和抽取，对每个样本至少要作100次以上操作，这等于3000MIPS的处理要求．但价格适宜、实际可用的DSP一般只有几百MIPS，因此需要采用数字下变频(DigitalDownConverter，DDC)技术，将高速中频信号转变成低速基带信号，以解决DSP平台处理速度有限所导致的困难．图2典型的单通道软件无线电接收机射频前端模块ADC射频部分数字