未来移动通信的软件无线电实现的研究

未来移动通信的软件无线电实现的研究

成建晖[1]2002年在《未来移动通信的软件无线电实现的研究》文中研究说明随着科技水平的发展,无线通信技术已经有了很大的发展。目前,人们根据通信场合和通信要求的不同,制订了很多的通信模式,满足了人们各种各样的需要;但是,多种通信模式带来的一个问题是接收机的种类繁多,传统的模拟和数字接收机对不同的接收方式采用不同的硬件电路来完成功能,造成了要接收多种方式,那么就需要使用多套接收电路。这是非常难以接受的,人们希望同一只接收机可以接收多种模式的信号。 为了解决这个问题,软件无线电的概念被提出,人们试图用软件化的方法来定义无线电接收机的各种功能,也就是用可编程DSP处理器来实现接收机功能。但是在目前的技术水平下实现这个目标仍然存在着不小的困难。 基于上述的情况,我们试图对用软件无线电的方法实现的叁代移动通信的WCDMA标准进行探索,并把对数字化、软件化的过程遇到其中的关键问题来进行研究,希望能够寻找到适合软件无线电实现,同时又能保证接收性能的方案和实现,并实现一个用于第叁代移动通信的软件无线电接收机原型。 本文首先介绍了软件无线电提出的背景,深入的分析了目前的危机,指出了用软件无线电的思想实现未来的无线通信是必然的趋势;然后文章分为了两部分,第一部分介绍了一个软件无线电接收机的硬件平台方案,包括第二、叁章,其中第二章介绍了软件无线电硬件平台的系统结构、工作流程和具体芯片和指标,重点讨论了软件数字下变频器的研究工作,第叁章重点介绍了TI的C6000系列DSP处理器的结构和硬件开发,包括曾参与过的一个图象处理系统的介绍;第二部分是有关软件无线电实现移动通信接收机的算法和软件部分,其中:第四章介绍了这款DSP软件开发工作和软件数字下变频器的相关代码,并讨论无线通信中的两个关键问题——全数字前向载波恢复和信道编解码,给出了相应的方案;第五章按照WCDMA的标准对上行专用数据信道进行了传播性能的仿真,这有利于我们进一步把握标准中的各种不同设置对性能的影响;第六章我们对码分多址通信中对性能有重大影响的MAI干扰抑制问题和它的数字实现问题进行了研究,提出了一种适应软件实现的结构;第七章中我们在C6000处理器上实现了一个WCDMA接收机的原型,并分析了它的性能。最后我们对工作进行了总结,并提出了下一步的工作方向。

佚名[2]2003年在《通信》文中指出TN91 2003040847在Windows CE下实现串口通信/刘鑫,陈峰,李瑾(大连铁道学院))I通信技术一2003,(1)一36一37,44首先简单介绍了在W indows CE下设备驱动程序的访问方式,然后详细介绍了在Window、CE下实现串

苏小妹[3]2005年在《软件无线电调制解调系统的研究及其FPGA实现》文中研究说明软件无线电是二十世纪九十年代提出的一种实现无线通信的体系结构,被认为是继模拟通信、数字通信之后的第叁代无线电通信技术。它的中心思想是:构造一个开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,并使宽带模数和数模转换器尽可能靠近天线,从而将各种功能,如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成。 本论文首先介绍了软件无线电的基本原理和叁种结构形式,综述了软件无线电的几项关键技术及其最新研究进展。其中调制解调模块是软件无线电系统中的重要部分,集中体现了软件无线电最显着的优点——灵活性。目前这一部分的技术实现手段多种多样。随着近几年来芯片制造工艺的飞速发展,可编程器件FPGA以其高速的处理性能、高容量和灵活的可重构能力,成为实现软件无线电技术的重要手段。 本论文调制解调系统的设计,选择有代表性的16QAM和QPSK两种方式作为研究对象,采用System View软件作为系统级开发工具进行集成化设计。在实现系统仿真和FPGA整体规划后,着重分析用VHDL实现其中关键模块以及利用嵌入FPGA的CPU核控制调制解调方式转换的方法。同时,在设计中成功地调用了Xilinx公司的IP核,实现了设计复用。由于FPGA内部逻辑可以根据需要进行重构,因而硬件的调试和升级变得很容易,而内嵌CPU使信号处理过程可以用软件进行控制,充分体现了软件无线电的灵活性。 通过本论文的研究,初步验证了在FPGA内实现数字调制解调过程及控制的技术可行性和应用的灵活性,并对将来的扩展问题进行了研究和讨论,为实现完整的软件无线电系统奠定了基础。

李俊峰[4]2004年在《智能天线技术及其基于软件无线电实现的研究》文中认为随着全球移动通信业务的迅速发展,如何更好地消除各种干扰成为人们在提高无线通信系统性能时考虑的主要因素。智能天线利用数字信号处理技术,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分利用移动用户信号并抑制或删除干扰信号的目的。智能天线技术应用于第叁代移动通信系统中具有可以减少共信道干扰、提高频谱利用率及增加系统容量、减少发射功率和空间电磁干扰、对小区进行动态划分等优点。与其他技术相比较,智能天线技术在移动通信的应用中显示出巨大潜力。 此文详细论述了本人在硕士论文期间对第叁代移动通信系统、数字信号处理和计算机编程等领域所做的研究和实践,主要围绕智能天线理论和波束形成算法进行研究,并且分析了基于软件无线电体系结构的智能天线的实现框架和软硬件细节。论文首先介绍了智能天线研究背景及动态,其次对智能天线的基本理论、基本概念和涉及到的相关技术等进行了详细地阐述。然后着重对智能天线波束形成问题进行了深入分析,并在此基础上研究了一种改进的最小二乘算法。该算法基于恒模算法(CMA),计算机仿真结果显示该算法收敛快速、性能稳定。此外,本文还研究分析了几种码分多址(CDMA)系统中的波束形成算法,为第叁代移动通信系统中的智能天线技术作技术储备。最后,针对现有工作,基于应用于无线系统工程的面向对象的规范化的软件无线电体系结构,提出了智能天线的整体框架和软硬件设计方案。

丁永辉[5]2007年在《软件无线电智能天线中自适应天线阵波束形成算法与DSP实现》文中研究表明智能天线是具有一定智能化的自适应天线,它能自动调节阵列中各个阵元的信号加权值的大小,使阵列天线方向图的零点对准干扰方向而抑制干扰,使天线真正实现智能化是软件无线电得以实现的关键技术。在移动通信中,用户位置的随机变化及各种干扰的存在。要求空域滤波算法能够实时准确地跟踪用户,所以,要求算法的速度和精度都要足够高。这也正是智能天线技术能否实用化的关键。为了实现智能天线的智能化,本文通过对各种智能算法进行系统比较的基础上,着重将零陷展宽算法、空间平滑算法和特征子空间算法运用到波束形成中。开发了相应的MATLAB程序进行仿真,验证结果表明该方法的有效性。最后介绍了两个改进的算法的DSP实现过程以及软件无线电的智能天线。

马晓东[6]2007年在《基于软件无线电的TD-SCDMA和WCDMA数字中频接收机仿真设计》文中研究指明第叁代移动通信的迅速发展形成了多种通信体制并存的局面。国际上同时存在着叁个核心标准:欧洲的WCDMA,北美的CDMA2000和我国的TD-SCDMA,由于不同标准的系统各自独立,难以互通,给移动终端的全球漫游带来了巨大的障碍。而随着新的通信体制和标准的不断提出,通信产品的生存期缩短,开发费用上升,传统的通信体制已很难适应。软件无线电是近几年来提出的一种通信新技术,它是指在简单通用的硬件平台上,通过可升级、可重配置的应用软件实现各种无线电功能。软件无线电使得无线通信系统具有很好的通用性和灵活性,使系统的互联和升级非常方便。软件无线电是实现不同通信方式的终端兼容的最佳方案,如果采用通用化设备作为软件无线电的硬件平台,可以使软件无线电技术更具通用性和可实现性。正是在这种情况下,本文通过软件无线电技术针对WCDMA和TD-SCDMA两种通信体制设计一个中频数字接收机,研究软件无线电技术在第叁代移动通信(3G)系统中的应用。重点研究接收机宽中频数字化结构,即在中频进行模数转换,数字下变频、数字解调等数字信号处理部分。详尽讨论A/D器件AD6654的设计和应用。最后用System View软件对接收机进行系统仿真,验证软件无线电对多模信号进行处理的灵活性,开放性和兼容性。这是对软件无线电研究具体实现的一种探索,也能为将来实现真正的多模接收机奠定基础。

赵民建[7]2003年在《多波段、多速率、多模式软件无线电接收技术研究》文中研究指明随着无线通信技术和服务需求的飞速发展,无论在军用还是民用无线通信领域,各个系统的兼容性、可升级性、自适应性问题突出。针对这些问题,J. Mitola提出了的射频信号数字化、软件化处理的思想,即软件无线电技术,成为解决上述问题的有效途径。软件无线电思想经过几年的发展,目前研究者认为,不仅要对调制解调进行数字化、软件化处理,还需要从系统的角度来重新构建整个无线通信系统。一般来说,软件无线电系统应该具有很强的灵活性,通过软件的更新、加载可以增加新的功能、适应新的通信模式;同时具有很强的开放性和可扩展性,采用标准化、模块化软硬件体系结构。为了达到通用性、可升级性和兼容性的目的,软件无线电需要解决叁类关键技术:第一,需要研究一个开放式、可扩展、标准化的软件、硬件平台结构。第二,需要研究实现适合于软件无线电系统的高性能射频、数字信号处理器件。第叁,需要研究适合于软件无线电的多波段、多速率、多模式信号接收理论和实现方法。 尽管软件无线电技术受到了广泛关注,但深入而细致的研究工作并不多,特别是对上述第叁个问题。本文基于作者在调制解调技术研究方面的积累,深入研究了多波段、多速率、多模式软件无线电接收技术,并结合软件无线电开放式、通用性软件、硬件系统结构的思想,提出和实现了一个多波段、多速率、多模式软件无线电的验证系统。 本文在阐述软件无线电的开放式、标准化软件结构和硬件平台,以及关键器件及其特性的基础上,针对多波段射频(或者高中频)信号数字化问题,深入分析了采样理论在软件无线电接收机中的应用,提出了实现多波段(全波段)采样的方法。从理论上分析了软件接收机以正交带通采样、一阶均匀带通采样、高阶采样等方法为基础,如何计算、选择合理的采样频率。 其次,研究了软件无线电系统中十分重要的多速率处理问题。多速率处理本质上就是采样率变换的实现问题。文中分析了整数倍、分数倍和NCO控制的正实数倍的采样率变换方法。从节省资源的角度出发,从理论上分析了一般化的采样率变换高效实现结构。同时把NCO控制的插值变换(从高速到低速)方法应用到软件无线电接收机中,阐明了其控制原理,指出了控制环路中内插滤器的实现方法。另外,结合多速率多相信号处理和NCO内插控制思想,分析了时变CIC内插滤波器的采样率变换实现。 再次,深入研究了软件无线电多模式接收实现问题。多模式调制解调是软件无线电的核心技术之一。本文在软件无线电通用硬件平台结构下,分析了线性调制方式、非线性连续相位调制方式和多载波调制的软件接收机实现问题,分别以突发模式MPSK调制、GMSK调制、OFDM调制模式为对象,给出了具体的多模式接收实现方法和仿真结果。深入研究了上述叁种突发调制模式全软件接收的突发信号检测,载波频率、相位、定时误差估计,同步实现结构,以及同步跟踪方法、特点和性能。大多研究结果已在实际的演示系统上得到验证。该项工作的深入进行对软件无线电技术从理论模型走向实际应用具有重要的现实意义。 最后,结合前文对软件、硬件模型结构、带通采样技术、多模式接收方法的研究分析结果,和目前最新的信号处理器件水平,提出并实现了一个软件无线电实验硬件平台和软件系统构架。

冯灏鹏[8]2010年在《感知无线电接收机的设计与实现》文中进行了进一步梳理近年来,随着通信技术的飞速发展,各种通信系统得到了广泛的应用,人们希望无线电设备能够具有自适应的智能化功能来满足市场需求。同时,由于通信行业的迅速发展,频谱资源匮乏的问题日益严重,但是在同一个地区同时被利用的频谱资源率却比较低。因此如何提高频谱利用率,如何在一个通用的硬件平台实现技术升级逐渐成为通信技术的研究热点。感知无线电就是以软件无线电为扩展平台,能够实现感知周围环境特征并进行自适应通信的一种无线通信技术,可以有效地解决频谱资源紧张的问题。同时感知无线电技术还具有标准化、模块化、通用性和可配置性的特点,能够适应不同通信环境下的要求。而在整个系统中,前端的信号接收机是系统的关键部分。本文对感知无线电和软件无线电的设计思想及关键技术进行了研究,重点研究了射频前端接收机,并且提出一种前端接收机的设计方案,同时详细描述了接收机的设计和实现过程。

刘奕[9]2006年在《软件无线电接收机数字前端的研究与分析》文中提出软件无线电技术是一种新的无线通信技术,它的出现导致了接收机技术的革新,被认为是无线通信从模拟到数字,从固定到移动之后的又一次突破。他的中心思想是:构造一个开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,并使宽带模数和数模转换器尽可能靠近天线。本文以无线通信接收系统中的数字前端部分为研究对象。首先介绍了软件无线电的相关概念及发展趋势,并且对它的叁种结构形式作了一定的阐述。其中数字前端中的下变频部分和滤波器组部分是软件无线电中的关键技术之一,而运用FPGA来设计,由于可编程器件的可编程性,使得系统的实现更加灵活,可以从软件的高度来实现硬件。本论文在分析数字正交下变频技术的基础上,比较了传统的查表法和基于CORDIC算法的结构,分析了后者的优越性;并用Verilog编程,以MaxplusⅡ软件为仿真环境,在FPGA上进行了基于CORDIC算法流水线结构的下变频仿真。对于基于积分梳状(CIC)滤波器和半带(HB)滤波器的多级系统设计的抽取滤波器组,分析了滤波器设计中所涉及的各个参数,将剪除理论应用于多级积分梳状(CIC)滤波器的设计中,并且采用分布式算法(DA)来设计半带(HB)滤波器,并对仿真结果进行比较,这些先进算法的应用,进一步提高了硬件效率和运行速度。通过本论文的研究,初步验证了FPGA内实现软件无线电接收机的数字前端的可行性,并通过仿真结果的比较分析,证明了一些可以提高系统硬件效果的先进算法。为最终实现高效的软件无线电系统奠定了基础。

周卫东, 沈元隆[10]2002年在《软件无线电在未来移动通信中的应用》文中研究指明近年来 ,在新技术、市场需求的共同作用下 ,移动通信技术飞速发展 ,新一代移动通信系统的研究已经开展。下一代移动系统必须支持多种无线接口和多种业务 ,这表明软件无线电在未来移动通信系统中起着重要作用。文章从网络和协议的角度阐述软件无线电在未来移动网中的应用 ,探讨在未来移动通信系统中软件无线电技术的应用前景。

参考文献:

[1]. 未来移动通信的软件无线电实现的研究[D]. 成建晖. 浙江大学. 2002

[2]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2003

[3]. 软件无线电调制解调系统的研究及其FPGA实现[D]. 苏小妹. 湖南大学. 2005

[4]. 智能天线技术及其基于软件无线电实现的研究[D]. 李俊峰. 湖南大学. 2004

[5]. 软件无线电智能天线中自适应天线阵波束形成算法与DSP实现[D]. 丁永辉. 长春理工大学. 2007

[6]. 基于软件无线电的TD-SCDMA和WCDMA数字中频接收机仿真设计[D]. 马晓东. 兰州理工大学. 2007

[7]. 多波段、多速率、多模式软件无线电接收技术研究[D]. 赵民建. 浙江大学. 2003

[8]. 感知无线电接收机的设计与实现[D]. 冯灏鹏. 北京邮电大学. 2010

[9]. 软件无线电接收机数字前端的研究与分析[D]. 刘奕. 湖南大学. 2006

[10]. 软件无线电在未来移动通信中的应用[J]. 周卫东, 沈元隆. 广东通信技术. 2002

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