本文關(guān)鍵詞：基于軟件無線電的移動通信系統(tǒng)研究與設(shè)計

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【摘要】：軟件無線電技術(shù)是通信領(lǐng)域繼固定通信到移動通信,模擬通信到數(shù)字通信之后第三次革命,是用于衛(wèi)星導(dǎo)航和第四代移動通信系統(tǒng)的最優(yōu)解決方案。本文旨在研究軟件無線電地面衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的設(shè)計,以通信技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)為基礎(chǔ),對軟件無線電的體系結(jié)構(gòu)、寬帶可編程、多速率信號處理、可配置的射頻和數(shù)字中頻技術(shù)等方面進行研究和設(shè)計本文首先對軟件無線電技術(shù)及其在地面衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中應(yīng)用的國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀進行了詳盡的綜述,并闡述了軟件無線電的基礎(chǔ)理論,對信號采樣理論、多速率信號處理技術(shù)、數(shù)字上下變頻技術(shù)、高效數(shù)字濾波器、數(shù)字正交變換理論進行了分析和研究。從目前微電子技術(shù)發(fā)展水平和實驗室研究條件出發(fā),根據(jù)具體的系統(tǒng)性能指標,設(shè)計了一個基于軟件無線電的地面衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。系統(tǒng)基帶與中頻設(shè)計采用軟硬件均可編程的數(shù)字化協(xié)同處理架構(gòu),選用Xilinx ZYNQ全可編程FPGA作為數(shù)字信號處理和系統(tǒng)配置與控制的核心處理器,并結(jié)合高性能、高集成度射頻捷變收發(fā)器AD9364來實現(xiàn)該移動通信平臺。采用Verilog HDL語言設(shè)計了DDS信號發(fā)生器、數(shù)字上下變頻與濾波處理、數(shù)字數(shù)據(jù)接口協(xié)議,調(diào)制解調(diào)模塊等進行IP核,并利用ZYNQ的ARM Cortex-A9處理器資源和MATLAB GUIDE設(shè)計了本平臺的軟件系統(tǒng)架構(gòu)和人機交互界面。軟件無線電是利用現(xiàn)代化軟件來控制傳統(tǒng)的純硬件電路的無線通信技術(shù),其關(guān)鍵思想是構(gòu)造一個通用化的硬件平臺,選用不同軟件模塊來實現(xiàn)不同的通信功能。本文設(shè)計的軟件無線電移動通信系統(tǒng)實現(xiàn)了上行頻率1980MHz～2010MHz、下行頻率2170MHz～2200MHz可調(diào),調(diào)整步長小于100Hz；數(shù)字低中頻帶寬具有21.6 KHz、43.2 KHz、108 KHz、216 KHz、324KHz五種可編程配置模式,可以通過軟件編程方式支持不同的通信制式、頻段和標準,具有軟硬件均可重構(gòu)性特點,大大簡化了無線通信系統(tǒng)的硬件設(shè)備,同時將虛擬測試儀和通信系統(tǒng)合為一體,能對通信信號進行實時的頻譜分析和矢量調(diào)制分析,充分體現(xiàn)了軟件無線電的優(yōu)勢,該系統(tǒng)不僅能應(yīng)用在通信設(shè)備上,在許多射頻測試設(shè)備、通信系統(tǒng)驗證平臺以及通用軟件定義無線電平臺中均可應(yīng)用,對軟件無線電的研究發(fā)展具有一定的實用價值和參考意義。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN92
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本文編號：1156320