礦井通信中軟件無(wú)線電的信道化技術(shù).pdf

1、隨著近年來(lái)井下國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)對(duì)井下數(shù)字化建設(shè)的重視程度不斷加深，井下通訊中存在著越來(lái)越多的不同標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線信號(hào)，對(duì)信息進(jìn)行采集并傳輸至井上的接收設(shè)備也越來(lái)越多，由此而帶來(lái)了設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，資源浪費(fèi)嚴(yán)重的問(wèn)題。如何通過(guò)將軟件無(wú)線電這項(xiàng)熱門(mén)技術(shù)引入到我國(guó)煤炭企業(yè)的信息化平臺(tái)中，從而使硬件設(shè)計(jì)統(tǒng)一化同時(shí)使設(shè)備升級(jí)低成本化成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
　　作為軟件無(wú)線電系統(tǒng)和寬帶數(shù)字接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一，信道化技術(shù)一直是無(wú)線通信領(lǐng)域中的熱點(diǎn)與難點(diǎn)

2、;它的作用在于提取接收帶寬全頻帶內(nèi)的單個(gè)或多個(gè)子帶信號(hào)以便于后端的基帶處理，其完成的具體職能包括:DDC(DigitalDownConverter，DDC)、多相濾波、多采樣率信號(hào)處理和解擴(kuò)處理等，如何能夠有效地完成整個(gè)信道化處理過(guò)程，在通信領(lǐng)域中一直是眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。本課題對(duì)軟件無(wú)線電系統(tǒng)中的信道化這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，具體的工作包括:
　　對(duì)目前的均勻信道化技術(shù)進(jìn)行了分析，在子帶帶寬均相等的前提下，基于DFT(Disc

3、reteFourierTransform，DFT)的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)等間隔排列的子帶信號(hào)的接收，且該結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)并行結(jié)構(gòu)相比其運(yùn)算量與硬件復(fù)雜度得到了大大降低。由于DFT結(jié)構(gòu)中要求抽取系數(shù)與信道數(shù)目相等，即個(gè)信道的輸出數(shù)據(jù)率與信道帶寬之間存在嚴(yán)格的約束關(guān)系，使靈活性受到限制，本文提出了基于WOLA(weightedoverlap-add，WOLA)結(jié)構(gòu)的均勻信道化方法，并通過(guò)仿真加以驗(yàn)證。
　　針對(duì)接收機(jī)工作頻段內(nèi)往往需要對(duì)多個(gè)帶寬不等

4、且位置分布任意的信號(hào)進(jìn)行接收，其狀態(tài)信息可能事先未知且具有一定的時(shí)變性，本文通過(guò)提出基于非均勻?yàn)V波器組的信道化結(jié)構(gòu)完成該類信號(hào)的動(dòng)態(tài)接收:首先給定子信道間的最小保護(hù)間隔，從而計(jì)算出所需劃分的子帶數(shù)目，并設(shè)計(jì)出滿足近似完全重構(gòu)的原型低通濾波器;之后通過(guò)能量檢測(cè)環(huán)節(jié)確定其位置與帶寬等信息，并合并相應(yīng)的相鄰子信道構(gòu)成非均勻?yàn)V波器組對(duì)所待接收的信號(hào)進(jìn)行提取;當(dāng)接收到信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，通過(guò)能量檢測(cè)環(huán)節(jié)更新非均勻矩陣從而完成信號(hào)的動(dòng)態(tài)信道化接收