薛儒麟[1]2016年在《短波电台数字终端软件开发》文中进行了进一步梳理多年来短波通信被广泛应用于军事、气象、海事、政府、商业等部门,与卫星通信、微波通信、有线通信等一起并列为几种重要的通信手段。但是,传统短波广播因为存在着传输质量差,容易受到干扰等缺陷已经无法适应当前的电磁环境,传统短波通信的应用受到严重的制约。在地域广阔、人口稀少的地区使用短波广播仍然是首选的信息传输方式,因此短波通信必须提高数据传输速率和抗干扰能力。而短波广播数字化可以弥补传统短波广播的缺陷,使短波广播重新焕发出往日年轻的活力。DRM数字广播是一种国际标准,也是目前最为成熟的广播数字化技术。该技术可以在模拟短波电台设备的基础上进行一些改进,无需更换设备就能够实现数字信息传输,使得推广成本降低因而极其潜力。本文主要介绍了短波电台数字终端软件的实现,短波电台数字终端软件是遵循DRM数字广播标准并基于虚拟无线电技术的软件改造方案。其发射端为短波广播电台,接收端为短波收音机,适用于半双工工作的短波通信电台。本文主要完成了如下3个方面的工作：首先,对短波电台基带系统进行理论分析,介绍了发射系统、信道模型和接收系统。其中对于发射端系统,从信源编码、多级编码调制和正交频分复用3个部分进行分析,然后给出了短波无线信道的数学模型。对于接收端系统而言,主要对同步技术的细节进行介绍,给出了主要的数学推导。这些推导为短波电台数字终端的工作原理和软件设计提供了理论依据。其次,短波电台数字终端系统的音频编解码器并没有选用DRM短波广播标准的AAC编解码器,而是使用了适合窄带宽、低码率传输的Opus和Speex手工切换的方式。在需要较低码率的情况下使用Speex进行音频的编解码,而在需要高码率来保证音质的情况下使用Opus进行音频编解码。最后将Opus和Speex音频编码模块整合到短波电台数字终端系统的音频编解码模块。最后,介绍短波电台数字终端系统的软件实现。短波电台数字终端软件是基于Android平台,使用Qt框架进行开发。本文主要从短波电台软件的生命周期、软件业务逻辑和数据传输3个方面进行整体设计,并阐述了短波电台发射端和接收端的具体实现细节。
文延东[2]2016年在《基于软件无线电的移动通信系统研究与设计》文中认为软件无线电技术是通信领域继固定通信到移动通信,模拟通信到数字通信之后第叁次革命,是用于卫星导航和第四代移动通信系统的最优解决方案。本文旨在研究软件无线电地面卫星移动通信系统的设计,以通信技术、微电子技术和计算机技术为基础,对软件无线电的体系结构、宽带可编程、多速率信号处理、可配置的射频和数字中频技术等方面进行研究和设计本文首先对软件无线电技术及其在地面卫星移动通信系统中应用的国内、外研究现状进行了详尽的综述,并阐述了软件无线电的基础理论,对信号采样理论、多速率信号处理技术、数字上下变频技术、高效数字滤波器、数字正交变换理论进行了分析和研究。从目前微电子技术发展水平和实验室研究条件出发,根据具体的系统性能指标,设计了一个基于软件无线电的地面卫星移动通信系统。系统基带与中频设计采用软硬件均可编程的数字化协同处理架构,选用Xilinx ZYNQ全可编程FPGA作为数字信号处理和系统配置与控制的核心处理器,并结合高性能、高集成度射频捷变收发器AD9364来实现该移动通信平台。采用Verilog HDL语言设计了DDS信号发生器、数字上下变频与滤波处理、数字数据接口协议,调制解调模块等进行IP核,并利用ZYNQ的ARM Cortex-A9处理器资源和MATLAB GUIDE设计了本平台的软件系统架构和人机交互界面。软件无线电是利用现代化软件来控制传统的纯硬件电路的无线通信技术,其关键思想是构造一个通用化的硬件平台,选用不同软件模块来实现不同的通信功能。本文设计的软件无线电移动通信系统实现了上行频率1980MHz～2010MHz、下行频率2170MHz～2200MHz可调,调整步长小于100Hz；数字低中频带宽具有21.6 KHz、43.2 KHz、108 KHz、216 KHz、324KHz五种可编程配置模式,可以通过软件编程方式支持不同的通信制式、频段和标准,具有软硬件均可重构性特点,大大简化了无线通信系统的硬件设备,同时将虚拟测试仪和通信系统合为一体,能对通信信号进行实时的频谱分析和矢量调制分析,充分体现了软件无线电的优势,该系统不仅能应用在通信设备上,在许多射频测试设备、通信系统验证平台以及通用软件定义无线电平台中均可应用,对软件无线电的研究发展具有一定的实用价值和参考意义。
孙梅[3]2003年在《软件电台基带软件系统的研究和实现》文中研究表明软件无线电是目前国内外研究的热点，从美军1995年的SPEAKeasy(易通话)计划到要求在2010年实现的联合战术无线电系统（JTRS）等计划,都有力促进了软件无线电技术的发展。本文所涉及项目的目标是开发一个软件电台的模型机系统。它采用DSPs+FPGA的结构，实现跳频扩频和直接序列扩频的抗干扰功能，因而结构灵活，适于模块化设计。作为项目的一个重要组成部分，本文采用DSP TMS320VC5409实现了基带处理部分的信道编解码、跳频意义的组拆帧和跳频同步、并对调制解调芯片读写寄存器进行了配置。本方案综合跳频因素考虑，每16比特信息编码为一个统一块码。信息比特经循环编码，再经过卷积编码组成编码比特（56比特）,最后经过交织形成块。解码部分采用DSP来实现解交织和维特比译码。这些都在一定程度上降低了信道的误码率，提高了的信道的传输效率。跳频同步解决电台建立通信时的初始同步、勤务同步以及迟入网同步等问题。本文着重分析了同步头同步法，提出了一种同步头粗同步方案，并采用特殊码字威拉德码完成了同步捕获识别。使用高速DSP极大地提高同步头的抗干扰性能，并使其抗敌方识别性能最佳。DSP通过I/O读写操作，控制调制芯片Stel-1109的读写寄存器，用来设置芯片的调制方式、数据速率、编码方式等；而DSP对解调芯片Stel-2105读写寄存器的控制，则对解调的一系列视窗选择及NCO频率控制字进行了设置。这些技术措施使得调制解调芯片的初始配置与系统匹配且达到最佳。
孙文峰[4]2006年在《星载伪码测距系统研究与设计》文中认为从20世纪80年代美国军方提出了现代小卫星的概念以来,现代微小卫星技术发展非常迅速,微小卫星是目前航天器发展的一个重要方向。现代微小卫星具有重量轻、性能好、研制周期短、造价低等优点。作为微小卫星的关键部分,数字测控应答机系统具有结构简单、质量轻、工作时间长和可靠性高的特点。本文就是对测控应答机中的数字测距系统进行系统设计和验证实验。 本文主要的工作是数字伪码测距系统和数字测控应答机基带平台的设计,以及测距功能的验证平台设计。根据测控应答机的硬件要求,在确定以FPGA和DSP为基础的情况下,利用ADC和DAC作为数字—模拟信号转换芯片,以及其他各种数字设计技术,设计出一个数字测控应答机的硬件基带系统,作为伪码测距系统验证的主要硬件平台,同时也为将来整个数字测控应答机进行整合提供硬件平台。 本文根据再生伪码测距原理,提出测距系统数字化的体系结构,分析伪码发生、码跟踪环路、下行再生转发等功能模块,然后使用FPGA设计技术在QuartusⅡ编译环境下将各个模块用VerilogHDL硬件描述语言予以实现。再通过仿真实验、精度实验、长线测距、无线WLAN板传输(注:见本文第五章,P54)等各种不同的实验平台来验证伪码测距系统的功能,实现了伪码从一个平台发出后经过一段距离后被另一个平台的码跟踪环路恢复,通过伪码和码时钟的相位差延时来计算伪码所经过的距离,并使用DSP技术设计比相电路对码时
傅宇辉[5]2008年在《城市智能交通信息发布系统的关键技术研究》文中研究指明本文描述了上海市城市交通信息发布系统的设计和实验情况。该交通信息发布系统能够实现实时交通信息的发布,实现车辆的动态交通导航,最大程度的利用现有交通道路资源,缓解拥堵,提高城市交通系统的效率。该发布系统基于调频信号多工发布原理,其通讯协议的物理层和数据链路层协议在参考了日本NHK开发的DARC(Data Broadcasting System)协议的基础上,提出了创新的实践办法和技术改进,研制出的系统具有较高的数据传输速率以及较好的移动车载接受性能。本研究开发的系统其技术突破创新在于:首先,其利用嵌入式系统结合直接数字合成技术来生成MSK副载波进行数据信号的调制;其次,其利用计算机程序设计实现以往要通过设计专用硬件电路才能实现的数据链路层协议;最后,该系统结合了先锋的车载导航仪以及四维的动态数字地图,从而根本上实现了动态车载导航。该系统可以嵌入本实验室自行开发的GIS(Geographic Information System,地理信息系统)交通信息处理与显示系统中。该系统将路网交通流的分析结果以单一有向路段为最小单位,按照不同的道路拥挤程度,用不同颜色实时地显示在数字地图上实现各路段交通情况的动态显示。嵌入式系统设计使得系统设计更为灵活,便于减小设备体积,而且更便于车载导航终端的开发及功能更新。实验和各项测试已经证明了该系统的工作性能,并且该系统已经能够在本实验室车载导航仪上动态更新及显示路面交通状况的信息,系统有着广泛的应用前景。
赵云龙[6]2004年在《软件无线感应电台的研究与设计》文中研究指明近年来,随着高速模数转换器、高速数字信号处理器以及高性能可编程逻辑器件的迅猛发展,无线通信领域正面临着一场从硬件到软件的新变革,软件无线电(Software Radio)技术也因此应运而生。本论文的主要内容是关于软件无线电感应电台的技术研究与系统设计。论文首先介绍了软件无线电技术的基本概念,提出了软件无线电的系统功能模型,并且全面地研究了软件无线电的体系结构以及相关的关键技术。其次本文将软件无线电技术引入感应通信领域,首次提出了“软件无线电感应电台”这一全新的移动感应通信设备的设计思想,并且提出了以实现移动感应电台数字化、软件化、智能化为目标的完整的方案设计报告。在此基础上构造了基于MCU/DSP为核心的硬件平台并进行了模块化分析,最后对感应电台的软件算法进行了分析研究,其中主要包括:π/4DQPSK调制解调,内插滤波,定时同步等。本文的工作成果为实用的软件无线电移动感应电台研制目标的实现打下了较为坚实的基础。
张烨[7]2007年在《远程数据接收软解调的研究与实现》文中指出通信和计算机技术、数字信号处理技术结合是现代通信技术的标志。在通信技术快速发展的同时，短波通信也在飞跃发展。短波通信距离远、抗毁能力和自主通信能力强、运行成本低等。这些优点使短波通信成为远距离通信和指挥的重要工具。近年来，人们更是采用了各种有效的抗衰落和抗多径的措施，如各种编码技术，差错控制技术，调制解调技术，均衡以及扩频技术，这些措施有效的增强了短波信道的通信能力，降低了误码率。上述表明：短波通信可以作为远程数据传输的一种重要方式。 本文主要从短波信道的特点出发，依据影响短波数据通信的主要因素，选择了一些合适的调制、解调方式和通信技术。在对这些选择进行分析、仿真的基础上，通过软件编程实现了对接收数据的数字信号处理，建立了远程信号接收的软解调系统。本系统可以更精确、快捷、方便的对信号进行处理，为信号的后处理也提供各种解决方式。 论文主要研究了两种适合短波信道的调制方式，包括4FTSK调制和升余弦调制方式，差错控制编码选用线性分组码戈莱(Golay)码，还采用了纠突发错误的交织、解交织技术。在升余弦调制方式的软件解调系统中引入了时域均衡技术和扩频、解扩技术。经过一系列工具的仿真测试后，编写VC程序建立模块来实现接收端的软件解调、解码、解交织等，得到发送端发来的数据。用此系统实际测量得到结果数据的误码率，符合理论上的误码率要求，因此证明了本软件解调系统的可靠性。 近年来，短波通信的研究又热了起来，各种调制解调方式不断出现，适应短波信道的通信要求，因此本文所涉及的调制具有一定的理论与实际意义。
王辉麟[8]2005年在《软件无线电在铁路无线通信中的应用研究》文中指出现代化铁路和高速铁路智能信息系统的发展,对铁路无线通信在安全性、可靠性、实时性、综合性等方面提出了更高的要求。目前我国铁路无线列调系统作为车地信息交互设备主要采用模拟调制方式,传输的主要是话务信息,因此无论从技术上,还是传输能力上,都远远不能成为构建铁路智能运输系统的车地信息通道。这就迫切需要建立一套高速、可靠、经济、能传输大数据量的新型的铁路无线通信系统。本课题的研究正是针对如何采用先进的软件无线电技术和数字信号处理技术来建立高速铁路无线传输通道,将铁路安全监控信息在列车和地面之间实现实时传输,为铁路行车指挥提供安全可靠、高性能的综合调度无线通信系统。使铁路专有(450MHz)VHF/UHF频段上传统的无线通信,由模拟方式过渡到数字方式、由传输单一话音信息过渡到话音、数据、与图像信息。本文所作的主要工作有: (1)概述了国内外软件无线电研究的背景,分析了国内外铁路无线通信系统的现状和存在的问题,并针对铁路无线通信种类繁多,通信制式不统一,功能单一的实际情况提出采用软件无线电技术发展铁路无线通信系统的观点。 (2)对实现软件无线电的理论基础与一些方法进行了探讨。着重分析了带通采样技术和多速率数字信号处理技术的原理和应用。通过欠采样技术可以实现低采样频率对高中频信号的不失真抽样;以及通过多速率数字信号处理技术对数字信号的抽样速率进行相应的上下变频转换,完成高速、宽带数据的处理。 (3)讨论了软件无线电的典型结构以及实现软件无线电的关键技术;给出了基于宽带中频软件无线电结构的铁路高速无线接入系统目标机的总体方案,并具体分析了其硬件构成和各模块的实现方法。 (4)针对中低频数字信号处理这一软件无线电的核心环节,提出了一种基于DSP的软件无线电硬件平台的实现方案。文中详细描述了通用硬件平台的软硬件设计与实现的方法和手段,并对硬件平台的性能进行了分析。 最后,对本论文的工作和存在的不足进行了总结,并提出了进一步研究的方向。
赵贤[9]2010年在《OMAP多核软件无线电平台设计与实现》文中研究表明便携式软件无线电具有重量轻、使用方便以及易于升级等特点,广泛应用于通信、交通及其它工业领域。硬件平台设计面临性能、功耗和体积之间的矛盾。这类设备即要求系统具有较好的人机交互能力,又具有强大的处理能力。传统的解决方案通常包括一个微控制芯片(如ARM,PowerPC)和一个信号处理芯片(DSP,FPGA)。为了具备更大的处理能力,甚至需要一个信号处理芯片阵列。然而,设备的便携性又要求其具有体积小和功耗低的特点。必须在这叁者间寻求平衡。SoC片上系统(System on Chip)正是为解决这类问题而提出的。目前的IC工艺水平仍然有限,无法实现完整的片上系统。SoC已经在业界得到大量应用,TI公司推出的OMAPTM 3系列芯片就是其中一例。OMAPTM 3系列芯片是一种集成了ARM和DSP核的处理器,结合了传统微控制器和数字信号处理器的特点,同时简化了硬件设计,提高了系统可靠性和可移植性,并在同等性能下降低了功耗,减小了电路面积。根据软件无线电的基本原理,使用OMAP3530处理器和FPGA,设计并实现了一个新型软件无线电平台,以满足高性能、低功耗及便携性的需求。(1)提出了系统的总体功能,设计并实现便携的具有较低功耗的软硬件平台。即实现无线通信的中频和基带处理,支持软硬件协同仿真,具备普通便携式设备的特点,如电池供电、触摸屏和键盘等。(2)根据系统功能需求,结合OMAP3530和FPGA的特点,设计了系统硬件结构。系统结构包括OMAP+FPGA处理器架构、模拟信号处理、射频和音频ADC/DAC、存储器、网络、电源、时钟等,完成了信号处理流程构思和主要芯片选型。(3)开发系统软件平台。实现了对OMAP3530双核处理器的软件系统移植、底层驱动和上层应用程序的开发、OMAP3530与FPGA之间的通信,以及其他接口之间的通信,并最终搭建出完整的软件平台。(4)为了验证系统的可行性,分别对系统的射频输入和射频输出特性进行了抽样分析,并通过频率测量和FM信号源实验对软硬件结构、各模块间的接口、信号处理流程、控制流程和系统总体功能进行测试。以上成果提供了一个开放、灵活的软件无线电平台,为未来特定需求的算法硬件仿真、项目预研和产品开发提供了极大的便利。
周英[10]2007年在《预警网络系统探测源通信接口的设计与实现》文中认为地面防空是我军反巡航导弹作战体系的重要组成部分,为进一步提高我军反巡航导弹作战水平,必须构建预警网络接口,将现有预警雷达、红外探测系统、哨所雷达等预警系统利用有线、无线等信息传输链路连接起来,从根本上加强多武器、多兵种协同作战的能力,提高陆军防空武器系统的反巡航导弹能力。由于我军现有设备不都具备直接入网条件,因而要对其通信接口进行适应性改造,增加或完善相应的数字传输、有线通信等设备及相应的软件系统。本文以超低空预警网络接口项目为背景,是在作者参与设计和调试完成的某网络系统探测装备的组网改装基础上的总结,论文从软、硬件两个方面的设计与实现入手,对超低空预警网络接口系统进行总体分析,提出了一套较全面的网络组装改造思路。本文论述了多种装备构成网络系统需加装的设备配置,对其中通信接口部分的硬件及软件设计进行了详细叙述,给出了软件模块流程图、界面示意图。基于针对旧设备改装的诸多因素限制而带来的不足之处,本文在最后一章提出了未来网络系统对探测装备的信息处理能力以及网络通信能力的更高要求。论文所做的工作不仅对今后开发类似的网络组装接口系统有所帮助,对于开发面向其它应用领域网络接口系统有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1]. 短波电台数字终端软件开发[D]. 薛儒麟. 东南大学. 2016
[2]. 基于软件无线电的移动通信系统研究与设计[D]. 文延东. 湖南大学. 2016
[3]. 软件电台基带软件系统的研究和实现[D]. 孙梅. 电子科技大学. 2003
[4]. 星载伪码测距系统研究与设计[D]. 孙文峰. 浙江大学. 2006
[5]. 城市智能交通信息发布系统的关键技术研究[D]. 傅宇辉. 上海交通大学. 2008
[6]. 软件无线感应电台的研究与设计[D]. 赵云龙. 天津大学. 2004
[7]. 远程数据接收软解调的研究与实现[D]. 张烨. 大连海事大学. 2007
[8]. 软件无线电在铁路无线通信中的应用研究[D]. 王辉麟. 铁道部科学研究院. 2005
[9]. OMAP多核软件无线电平台设计与实现[D]. 赵贤. 电子科技大学. 2010
[10]. 预警网络系统探测源通信接口的设计与实现[D]. 周英. 电子科技大学. 2007
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