本文關(guān)鍵詞：基于GNU Radio和RTLSDR軟件無線電的FM廣播解調(diào)接收

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【摘要】：現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)朝著多標(biāo)準(zhǔn)多體制的方向發(fā)展,而傳統(tǒng)的無線電系統(tǒng)對(duì)硬件的依賴性很強(qiáng),以致難以適應(yīng)無線通信的發(fā)展需要。為解決上述問題,傳統(tǒng)的無線電系統(tǒng)逐步向軟件無線電方向發(fā)展。軟件無線電提出了一種以標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用性、開放性、可擴(kuò)展的方式實(shí)現(xiàn)無線電應(yīng)用的思想,它具有軟件可編程、可擴(kuò)展、易修改和成本低的優(yōu)勢,通過結(jié)合一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)和信號(hào)處理軟件平臺(tái)如GNU Radio,把無線通信技術(shù)從傳統(tǒng)的固定電路和依賴硬件的局限性中提升到一個(gè)軟件化易擴(kuò)展的新高度。本文主要設(shè)計(jì)基于GNU Radio和RTLSDR的軟件無線電平臺(tái)的FM調(diào)頻廣播信號(hào)解調(diào)接收的方案,能夠?qū)崿F(xiàn)簡單收音機(jī)的一些頻道選擇、音量控制、頻率調(diào)制等功能。該方案基于軟件無線電的思想,以RTLSDR的調(diào)諧器R820T作為射頻信號(hào)的接收器和下變頻器,將射頻信號(hào)經(jīng)過兩次下變頻到低中頻。低中頻信號(hào)在RTLSDR的RTL2832U芯片中進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,并通過數(shù)字下變頻為基帶IQ正交信號(hào),將基帶IQ信號(hào)送入計(jì)算機(jī)中的軟件信號(hào)處理平臺(tái)GNU Radio進(jìn)行信號(hào)的解調(diào)、濾波、放大等處理。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是用軟件GNU Radio對(duì)接收的調(diào)頻廣播信號(hào)進(jìn)行解調(diào),解調(diào)是在其圖形界面GNU Radio-Companion中構(gòu)建信號(hào)處理流程圖完成,通過調(diào)用和連接相應(yīng)的信號(hào)處理模塊生成信號(hào)處理流程圖。本文中調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)使用求信號(hào)相位的反正切再差分算法對(duì)調(diào)頻廣播信號(hào)進(jìn)行解調(diào),編寫基于該算法的調(diào)頻信號(hào)解調(diào)的源文件和頭文件,然后使用gr-modtool(GNU Radio生成自定義信號(hào)模塊的工具)生成自定義WBFM解調(diào)模塊,添加到軟件GNU Radio-Companion中。生成的自定義解調(diào)模塊WBFM完成對(duì)信號(hào)的解調(diào)處理。通過調(diào)用相關(guān)的模塊構(gòu)建調(diào)頻廣播解調(diào)接收的流圖,運(yùn)行流圖完成對(duì)廣播信號(hào)的解調(diào),并由聲卡播放。
【關(guān)鍵詞】：軟件無線電 GNU Radio RTLSDR FM解調(diào) 流程圖
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN934.2;TN925
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 軟件無線電的產(chǎn)生背景和研究意義10
• 1.2 軟件無線電的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢10-11
• 1.3 軟件無線電的應(yīng)用11-13
• 1.3.1 在移動(dòng)通信領(lǐng)域中的應(yīng)用12
• 1.3.2 在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用12-13
• 1.3.3 在天基信息系統(tǒng)中的應(yīng)用13
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容13-15
• 2 軟件無線電的基礎(chǔ)理論15-20
• 2.1 軟件無線電的結(jié)構(gòu)15-16
• 2.2 采樣理論16-17
• 2.2.1 奈奎斯特采樣定理16
• 2.2.2 帶通采樣理論16-17
• 2.3 多速率信號(hào)處理17-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 3 GNU Radio軟件平臺(tái)20-27
• 3.1 GNU Radio簡介20
• 3.2 GNU Radio的軟件結(jié)構(gòu)20-21
• 3.3 GNU Radio的通用外設(shè)21
• 3.4 GNU Radio的圖形化工具GRC21-22
• 3.5 GNU Radio的安裝與測試22-25
• 3.5.1 GNU Radio的安裝22-23
• 3.5.2 GNU Radio的測試23-25
• 3.6 GNU Radio中常用的信號(hào)處理模塊25-26
• 3.7 本章小結(jié)26-27
• 4 RTLSDR的系統(tǒng)構(gòu)成27-33
• 4.1 RTLSDR的硬件結(jié)構(gòu)和功能27-30
• 4.1.1 R820T的結(jié)構(gòu)和功能28-29
• 4.1.2 RTL2832U的結(jié)構(gòu)組成和功能29-30
• 4.2 RTLSDR依賴庫librtlsdr編譯安裝30-31
• 4.3 RTLSDR的GNU Radio插件gr-osmosdr31-32
• 4.4 本章小結(jié)32-33
• 5 基于GNU Radio和RTLSDR的FM信號(hào)解調(diào)接收33-55
• 5.1 調(diào)頻概念和原理33-34
• 5.2 軟件無線電中信號(hào)調(diào)制解調(diào)原理34-37
• 5.2.1 軟件中信號(hào)調(diào)制模型35
• 5.2.2 信號(hào)解調(diào)通用模型35-37
• 5.3 FM解調(diào)算法37-39
• 5.3.1 反正切差分解調(diào)38
• 5.3.2 改進(jìn)的反正切解調(diào)法38-39
• 5.3.3 數(shù)字鎖相環(huán)解調(diào)法39
• 5.4 GNU Radio平臺(tái)的FM接收解調(diào)方案39-41
• 5.5 GNU Radio中FM解調(diào)接收的實(shí)現(xiàn)41-49
• 5.5.1 在GNU Radio中編寫WBFM模塊41-43
• 5.5.2 構(gòu)建FM解調(diào)流圖的必要模塊研究43-47
• 5.5.3 FM解調(diào)接收流圖的構(gòu)建47-49
• 5.6 FM解調(diào)流圖的分析和結(jié)果49-54
• 5.6.1 FM解調(diào)流圖的分析49-51
• 5.6.2 流圖實(shí)現(xiàn)的結(jié)果51-54
• 5.7 本章小結(jié)54-55
• 6 總結(jié)與展望55-57
• 6.1 論文總結(jié)55
• 6.2 展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

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