基于軟件無線電技術(shù)的超高速實時通信系統(tǒng).pdf

1、射頻通信技術(shù)從其誕生開始便是整個電子系統(tǒng)設(shè)計中的難點和熱點，傳統(tǒng)的基于硬件的射頻通信系統(tǒng)的帶寬有限，已經(jīng)逐漸不能完全滿足當前各個行業(yè)的發(fā)展需要，特別是在航天領(lǐng)域。由于近年來我們國家大力發(fā)展航天事業(yè)，衛(wèi)星通信要求速率越來越高，特別是中繼衛(wèi)星的出現(xiàn)，需要定制化的超高速通信系統(tǒng)才能滿足整個衛(wèi)星中繼鏈路的搭建。
　　本文提出了一種基于軟件無線電方式的超高速實時數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，對于基于軟件無線電技術(shù)的超高速通信系統(tǒng)進行了硬件平臺的搭

2、建和軟件算法的設(shè)計，算法的仿真以及將算法的軟件在系統(tǒng)硬件上進行開發(fā)和實施，最終完成了樣機的研制并通過各種儀器驗證了系統(tǒng)的性能和指標參數(shù)。
　　現(xiàn)有的軟件無線電系統(tǒng)中，一般分為兩種，一種是以高速計算機作為軟件無線電算法的實現(xiàn)部分，這種方式對于軟件算法的實現(xiàn)來說易于實現(xiàn)，但是系統(tǒng)的功耗較高，運算速度和計算效率較低。另一種方式是使用以FPGA芯片作為系統(tǒng)的運算核心，這樣，所有的通信算法可以在FPGA中以一種硬件的方式實現(xiàn)，以空間換取時間

3、，使用這種方式系統(tǒng)的最終運算速率較高，并且系統(tǒng)功耗較低，但是系統(tǒng)的開發(fā)較為復雜，并且由于FPGA一般采用HDL語言進行編程，這種語言與其他的計算機開發(fā)語言相比，編程思想和代碼運行方式是截然不同的，這增加了算法的實現(xiàn)難度，使得開發(fā)周期和開發(fā)成本大大增高。
　　本文提出了一種使用NI FlexRIO平臺配合Labview FPGA軟件平臺的軟件無線電實現(xiàn)方法，大大的降低了系統(tǒng)的實現(xiàn)難度，使得開發(fā)周期縮短，節(jié)省了系統(tǒng)的開發(fā)成本，并且在最

4、終實現(xiàn)的樣機中得到了較高的技術(shù)指標。
　　論文先以衛(wèi)星通信中的常用的調(diào)制解調(diào)算法做出了理論分析。本文所描述的通信系統(tǒng)支持BPSK、QPSK、SQPSK、UQPSK、8PSK這幾種調(diào)制解調(diào)方式，在8PSK通信模式下，可以最高達到800Mbps的通信速率。
　　然后本文對系統(tǒng)的發(fā)射機和接收機的硬件平臺搭建和軟件算法做出了詳細介紹。
　　本文的硬件平臺以FPGA平臺作為實現(xiàn)算法的核心器件，通過使用NI公司的FlexRIO以及

5、FLexRIO所對應的Adapter適配器模塊，以及PXIE總線來控制FlexRIO和各個模塊設(shè)備來完成整個系統(tǒng)的硬件平臺搭建。
　　本文詳細的描述了整個系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)算法，包括發(fā)射機調(diào)制系統(tǒng)的高速串轉(zhuǎn)并模塊、相位查找模塊、高速并行數(shù)字濾波器模塊，接收機解調(diào)系統(tǒng)的帶通采樣模塊、數(shù)字下變頻模塊、數(shù)字AGC模塊、載波估計模塊、時序恢復模塊、載波恢復模塊等核心算法。對這些核心算法進行仿真分析，并使用Labview FPGA軟件將這些算法