基于軟件無線電的調制解調系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、軟件無線電(SDR)技術因其具有靈活性、開放性、可編程性、可擴展性等特點，已成為當今通信領域研究中的一個重要體系結構。軟件無線電技術作為一個嶄新的設計思想，現在在各國的通信系統(tǒng)設計中得到了廣泛應用，并且應用在軍用電臺、雷達系統(tǒng)及無線電測控通信系統(tǒng)中，而且逐漸轉向了民用和商業(yè)化。特別是在已經進入商業(yè)化時代的3G 通信系統(tǒng)設計中，SDR 占領了主導地位。而在數字通信系統(tǒng)研究設計中，主要內容之一就是要尋找頻帶利用率高的數字調制方式，正交振幅調

2、制解調技術(QAM)因具有頻帶利用率高的特點，已在現代通信領域得到廣泛應用。本文中采用的軟件仿真QAM調制解調系統(tǒng)、以及利用基于FPGA的設計方法來完成模塊化研究的思想就是來源于軟件無線電技術的應用。 本文詳細討論了正交振幅調制解調技術以及系統(tǒng)中的頻率合成、數字濾波、多速率變換、同步、串并轉換、進制轉換等幾個關鍵技術模塊。首先分析了基于正交振幅調制解調技術(即QAM)的系統(tǒng)原理，包括4QAM和16QAM 兩種形式。簡要介紹了軟件

3、無線電的理論及技術以及SystemView軟件，基于FPGA 實驗仿真分析軟件ISE、ModelSim和硬件描述語言Verilog HDL。然后重點利用SystemView軟件完成了基于QAM 方式的兩種調制解調系統(tǒng)的建立以及實驗仿真驗證，并對兩種機制的QAM 仿真結果進行了研究對比。接下來，利用基于FPGA的開發(fā)方法重點研究了調制解調系統(tǒng)中頻率合成、數字濾波、多速率變換、同步、串并轉換、進制轉換等關鍵技術，并在軟件環(huán)境中進行實驗仿真以

4、及分析研究，實驗結果與理論分析是符合的，達到了預期的目的，為無線收發(fā)系統(tǒng)的完整設計起到了參考作用。 作者在研究本課題時，前期做了大量的準備工作，首先廣泛查閱了大量的國內國外資料文獻，系統(tǒng)學習和研究了軟件無線電理論及技術，其基本思想就是通過軟件來實現通信系統(tǒng)的硬件設計，而實現的一種重要手段就是基于現場可編程門陣列，即FPGA 技術。為更深入研究調制解調系統(tǒng)的關鍵技術，作者深入學習了系統(tǒng)仿真軟件SystemView 以及基于FPGA

5、的仿真工具的設計方法。在模塊設計中，采用基于FPGA的實現手法，利用Xilinx公司的ISE軟件加載ModelSim 作為軟件開發(fā)仿真環(huán)境，結合各模塊理論上的結果，對其中的關鍵模塊程序在仿真環(huán)境中分別進行了參數驗證和分析，并用Verilog HDL語言進行綜合仿真，為下一步的硬件實現打下基礎。 在本課題研究后，作者了解了整個調制解調系統(tǒng)的結構和信號傳輸過程及特點，熟悉了數字調制方式QAM，即正交振幅調制解調技術的優(yōu)點，掌握了通信