中频采样、数字正交器的工程应用

本文阐述了以软件无线电概念为基础的新一代无线电通信系统。软件无线电就是以开放性、通用性、可扩展性的最简硬件为平台，通过加载各种应用软件来适应不同用户、不同应用环境的不同需求，实现各种功能。本文通过介绍软件无线电的基础理论：信号采样、多速率信号处理、数字正交变换。以及这些理论在具体工程实践应用中的相关器件的选取方法，最终提出了软件无线电接收机的数学模型，并说明了在实现该接收机时应注意的问题。     

带通采样在数字多通道中频接收机中的应用

论述了带通信号采样定理,在对带通采样后的频谱结构做了详细分析的基础上,提出中频频率、采样频率的选取方法。将带通欠采样技术运用到软件无线电中频接收机设计中,并给出了带通采样定理在的不同条件下Matlab仿真的结果,验证了带通采样技术在宽带数字多通道、多速率、多模式软件无线电中频接收机设计中的可行性和实用性,在工程应用中具有较大的参考意义。     

全数字接收机中的多速率信号处理技术

全数字接收机和软件无线电是无线电接收机的发展方向，本文介绍了多速率数字信号处理技术以及在全数字接收机中的应用。     

直接中频采样全数字化多模式接收机

本文讨论了兼容多种传输体制的直接中频采样全数字化多模式接收机,着重基于ＨＳＰ５０２１４Ｂ可编程数字下变频器软件无线电接收芯片,对接收机的基本原理和设计方法进行了研究。     

宽带数字下变频和重采样处理Matlab仿真与FPGA实现

宽带数字下变频(DDC)和重采样处理可应用于成像雷达和电子对抗宽带侦查等领域的新型宽带数字接收机设计中,讨论了基于多相滤波结构的宽带DDC和重采样滤波处理的高效实现方式,并通过一个设计实例进行Matlab仿真和FPGA实现,给出了仿真和实现结果,该方法可应用于当前新型宽带数字接收机宽带数字解调设计。     

欠奈奎斯特采样在数字接收机中的应用

从理论上讲，为提高侦察接收机的截获概率，接收机的瞬时带宽必须足够宽。接收机的瞬时带宽决定于接收机的ADC采样速率。因此数字接收机必须具备高速的ADC采样速率。这样对接收机的ADC采样器件性能提出了更高的要求。将采样的方法应用于数字接收机中，可以在一定条件下降低采样速率，同时增加接收机的瞬时带宽。提出了一种基于延时和FFT技术的时域欠采样方法，并在阐述简单原理的基础上找出存在的问题及提出改进方案。重点分析了利用延时和非延时2路通道的相位差与入射信号频率之间的关系，进行信号频率的无模糊估计。基于目前硬件实现水平，数字接收机中采用这种欠采样方法是经济可行的方案。     

一种基于数字重采样的多载波调制方法

提出一种基于数字重采样的多载波调制方法,该方法先将不同速率的基带调制信号变换到相同的采样速率,并根据分配的频点分别进行数字上变频,然后进行数字合路,最后再将合路后的数字信号送专用芯片进行数字中频调制。与传统的基于中频合路的多载波调制方式相比,具有硬件实现简单、通道一致性好和易于调试的特点。     

非相干重采样技术及应用

从基本原理、实现方法两个方面对多速率信号处理中的重采样技术进行了详细分析,说明了几种内插滤波器的特点及选择依据,最后介绍了非相干重采样技术在多载波调制和在时钟恢复中的应用。相对于利用DA和AD转换芯片实现采样率变换的方法,采用数字重采样技术实现采样率变换的方法具有性能稳定可靠、灵活性好、功耗低、复杂度低等特点。     

符号速率相关的带通采样速率选取及其仿真

带通采样速率选取是软件无线电技术的关键问题之一。分析了常用带通采样速率选取方法的不足：采样速率一般不是符号速率的整数倍,后续基带数字信号处理需要进行复杂的小数内插或抽取算法运算,实现相当困难且运算量很大。为解决这一问题,提出了一种实用的与符号速率相关的带通采样速率选取方法,在满足带通采样定理基础上,附加频谱间隔最大条件选取符号速率整数倍的采样速率,最后通过软件仿真验证了符号速率相关的带通采样速率选取方法的正确性和可行性。     

软件无线电技术在舰船通信中的应用研究

针对软件无线电技术在舰船通信中应用问题,对软件无线电数字接收理论进行了深入研究,包括了低通采样理论、带通采样理论以及多速率信号处理技术等,同时对软件无线电结构进行了分析。采用软件无线电数字信道化模型,给出了信道化高效实现结构,并通过计算机仿真验证了该软件无线电数字信道化结构的正确性。该软件无线电信道化模型适用于舰船通信系统中应用。     

基于GC5016的并行多通道接收机研究

给出了并行多通道接收机方案,以多速率信号处理理论为基础,采用了宽带中频带通采样的软件无线电架构。使用TI的数字上/下变频转换器GC5016作为接收机的核心芯片,主要介绍了GC5016的结构和功能,及其作为数字下变频器的使用,重点对CIC和PFIR两种滤波器在抽取重采样和滤波整型中的作用进行了理论分析和仿真研究。CPLD作为主要的外围器件,产生配置时序,在上位机的控制下完成重配置功能。设计大量采用可编程器件,具有较高的集成度、灵活性和广泛的应用前景。     

一种快速无线电监测接收机实现

研究了一种快速准确的信号识别系统,可应用于无线电监测。系统由模拟接收、数字接收和处理终端等部分构成,模拟接收部分和现有的无线电监视接收机具有相同的功能,数字接收包括适应不同带宽信号的多速率数据采集和数字下变频,数据实时地由 PCI 总线传输到处理终端,处理终端由微机和加裁的信号识别应用软件构成。试验证实了系统能正确完成数据采集、数据分析和快速准确识别信号等设计功能。系统还具有通用性的特点、功能可选择。     

数字化中频接收机的设计与实现

介绍了C频段统一测控系统中采用软件无线电思想进行数字化中频接收机设计的方案。对其工作原理进行了介绍,对其采用的中频采样、AGC控制、数字下变频等关键技术做了分析,最后给出了应用FPGA和DSP等器件实现该接收机的方法。该接收机具有多通道并行处理、大动态范围、高集成度等特点。应用结果表明,该接收机性能完全满足指标要求。     

基于遗传算法的FIR可变分数延迟滤波器设计

分数延迟滤波器广泛用于语音处理,回声消除,多速率信号处理等方面.文中设计的FIR可变分数延迟滤波器用于解决全数字接收机的时钟同步问题.首先用传统的加权最小平方误差方法设计出滤波器参数,然后通过遗传算法对参数进行优化并通过matlab仿真验证算法的有效性,仿真结果表明所设计的滤波器有很好的幅度特性和相位延迟特性.     

数字化中频通信接收的研究与实现

概述了软件无线电的发展和应用,为满足某通信中频接收机的数字化要求,介绍了应用软件无线电思想设计的S波段某通信系统560MHz中频数字化接收机的方案,对其基本原理和实现的关键技术做了分析,最后给出了实现该数字化通信接收机的原理框图及具体方法。整个系统集成度高、可靠性好、使用灵活,已在S波段某型通信系统中得到了应用。     

Reconfigurable radio receiver with fractional sample rate converter and multi-rate ADC based on LO-derived sampling clock

A composite radio receiver back-end and digital front-end, made up of a delta-sigma analogue-to-digital converter (ADC) with a high-speed low-noise sampling clock generator, and a fractional sample rate converter (FSRC), is proposed and designed for a multi-mode reconfigurable radio. The proposed radio receiver architecture contributes to saving the chip area and thus lowering the design cost. To enable inter-radio access technology handover and ultimately software-defined radio reception, a reconfigurable radio receiver consisting of a multi-rate ADC with its sampling clock derived from a local oscillator, followed by a rate-adjustable FSRC for decimation, is designed. Clock phase noise and timing jitter are examined to support the effectiveness of the proposed radio receiver. A FSRC is modelled and simulated with a cubic polynomial interpolator based on Lagrange method, and its spectral-domain view is examined in order to verify its effect on aliasing, nonlinearity and signal-to-noise ratio, giving insight into the design of the decimation chain. The sampling clock path and the radio receiver back-end data path are designed in a 90-nm CMOS process technology with 1.2V supply.     

软件无线电数字下变频及抽取技术研究

数字采样及数字下变频技术是研究软件无线电接收机的重要内容之一.其中针对多种速率信号的采样,对可变的信号符号率与固定的系统采样率进行实时匹配问题,是研究多速率信号数字化所遇到的难点问题之一.文中通过抽取和内插技术的组合解决了这一问题.并在此基础上着重研究了高速抽取和内插的多项滤波结构,为数据率的快速匹配奠定了基础.     

Signal processing challenges for applying software radio principles in future wireless terminals: an overview

The general idea of software radio is to develop highly integrated radio transceiver structures with high degree of flexibility and multimode capabilities, achieved through increased role of digital signal processing software in defining the functionalities which have traditionally been implemented with analog RF techniques. This paper explores the software radio concept from the receiver architecture and signal processing points of view, with mainly the wireless terminal application in mind. We first discuss the critical issues in alternative receiver architectures with simplified analog parts and increased configurability. We also introduce certain advanced digital signal processing techniques which could potentially relieve some of the essential problems and pave the way towards DSP‐based, highly integrated, and highly configurable terminals. Big emphasis is on efficient digital multirate signal processing methods and complex (I/Q) signal processing. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.