【正文】 制中，并且取得一定的研究成果。 19 圖 頻率信道化的低通實(shí)現(xiàn) [4] 圖 頻率信 道化后的抽取 [4] 、 多相濾波結(jié)構(gòu)的作用 多相濾波技術(shù)在軟件無(wú)線電的數(shù)字信道化接收機(jī)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，是該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)核心。經(jīng)過(guò)低通濾波后每個(gè)信道輸出再經(jīng)過(guò) D=K 倍的抽取后不會(huì)出現(xiàn)頻譜混頻。 1， ,2， … .) 式（ ） 此時(shí)，為了使 hLP(k)和窗函數(shù)的取值范圍（ 0， N1）相一致，那么我們可以先把hLP(k)移動(dòng)到 2N 處 （在頻域上只是增加一個(gè)固定相移） hLP(k)=? ?DND)2/k(N/2ksin????????? 式（ ） 最后，再和 w（ k）相乘就可以得到實(shí)際的濾波器系數(shù) h（ k）： h（ k） = hLP(kN/2)*w（ k） （ 0≤ k≤ N1） 式（ ） 18 此外，數(shù)字濾波器的階數(shù) N，和濾波器的歸一化過(guò)渡帶寬度成反比，過(guò)渡帶越窄，濾波器的階數(shù)也就會(huì)越大，從而實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度會(huì)越大，在實(shí)際應(yīng)用需要權(quán)衡兩者的關(guān)系，這樣決定了用窗函數(shù)設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器的特性無(wú)法達(dá)到最佳狀態(tài)。 設(shè)計(jì) FIR 濾波器的方法之一是用一個(gè)窗函數(shù) w（ k）去截取理想濾波器的沖 17 激函數(shù) hLP（ k），這樣就可以得到一個(gè)可用的 FIR 濾波器的沖激函數(shù) h（ k）： h(k)= hLP * w(k) 式（ ） 實(shí)際運(yùn)用中，窗函數(shù) w（ k）有各種形式，例如漢寧窗、矩形窗、凱撒（ Kaiser）窗，還有這次實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的布 哈窗（布萊克曼 哈里斯窗， BlackmanHarris）。 IIR 濾波器的反饋，一般是 模仿模擬濾波器的響應(yīng)， 他們的脈沖是遞歸型，這比 FIR 濾波器更少的計(jì)算，但是 IIR 濾波器穩(wěn)定性比較差。 假設(shè)重采樣因子 進(jìn)行重采樣，那么內(nèi)插因子為 5，而抽取因子為 2就能夠產(chǎn)生輸出對(duì)輸入采樣率： 5/2= 的采樣率。 Noble 等式是多相濾波器設(shè)計(jì)過(guò)程中內(nèi)插器和抽取器 次序交換 的理論依據(jù)，通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，能夠使濾波器得到簡(jiǎn)化。此時(shí)，采用的濾波器為帶通濾波器，取出信號(hào)的高頻成分。 圖 用 f Hz采樣率對(duì)原始信號(hào)采樣 [3] 圖 用 1/4 f Hz采樣率得到新的信號(hào) [3] 這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)將采樣率降低到原來(lái)的頻率的 1/4，也就是除去每 4個(gè)原始信號(hào)中的 3個(gè)，只保留 1個(gè)。其中簡(jiǎn)單的是實(shí)現(xiàn)整數(shù)倍的增采樣（ 1： P）濾波器，也就采用內(nèi)插， 12 同時(shí)也稱為向上采樣。這決定了帶通采樣定理的使用前提，只能夠在其中一個(gè)頻率上存在信號(hào)，不允許其他頻帶上同時(shí)也存在信號(hào)，否則會(huì)引發(fā)混疊現(xiàn)象。 采樣速率是將模擬信號(hào)準(zhǔn)確不失真地轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的重要指標(biāo)。 （ 6） 我們還可以在“ /usr/local/bin”下面找到 grc，類似 Matlab 的Simulink，在終端運(yùn)行 grc“ $./grc” ，就會(huì)彈出下圖窗口。 （ 5 ） 測(cè)試 GNU Radio 安 裝 是 否 有 問(wèn) 題 ， 我 們 可 以 采 用“ /” 下的一個(gè)例子，例如。 （ 3）接著輸入“ $ sudo make install”接著輸入“ sudo gedit /etc /profile ”， 然 后 加 上 回 車 鍵。amp。 、 GNU Radio 的安裝 一般 GNU Radio的安裝有兩個(gè)途徑包括手動(dòng)自源代碼安裝或者是預(yù)購(gòu)的二進(jìn)制包。 下載鏈接： 重啟電腦 ，屏幕就會(huì)有 window XP 和 Ubuntu，這樣我們就可以根據(jù)自己的需求進(jìn)入想要的系統(tǒng)。 GNU Radio 的硬件平臺(tái) — USRP（通用軟件無(wú)線電外設(shè)） 實(shí)際上， USRP 是充當(dāng)了無(wú)線通信系統(tǒng)的中頻和數(shù)字基帶部分，讓普通的計(jì)算機(jī)能夠像高帶寬的軟件無(wú)線電設(shè)備那樣工作。而所有的信源，信宿和模塊都由 C++來(lái)編寫。 處理流程圖： 圖 軟件無(wú)線電處理流程圖 [1] 對(duì)于分析軟件無(wú)線電處理流程，我們還應(yīng)理解以下特點(diǎn)： 6 ? 數(shù)字化和編程化，在整個(gè)過(guò)程中，除了少部分以模擬方式實(shí)現(xiàn)，例如低噪聲放大，放大功率，濾波，其余部分都是在模數(shù)轉(zhuǎn)換后再由代碼編程計(jì)算處理實(shí)現(xiàn)的， 例如差錯(cuò)編碼、調(diào)制解調(diào)、信道均衡等。 軟件無(wú)線電系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，通過(guò) 處理流程圖來(lái)了解其各個(gè)硬件。尤其是國(guó)防系統(tǒng)， USRP 系列產(chǎn)品能夠以低預(yù)算，快速成型和部署先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)被發(fā)達(dá)國(guó)家的軍事和情報(bào)服務(wù)機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用。它提供了信號(hào)處理和運(yùn)行模塊來(lái)支持軟件無(wú)線電，并使用微處理器和低成本的 RF(外部射頻 )去實(shí)現(xiàn)軟件定義無(wú)線電，它廣泛應(yīng)用于無(wú)線通信領(lǐng)域的研究。 各國(guó)都爭(zhēng)先恐后進(jìn)行相關(guān)方面的研究， 4 尤其美國(guó)，美國(guó)軍方已經(jīng)制定了具體的發(fā)展規(guī)劃。傳統(tǒng)的無(wú)線電系統(tǒng)的調(diào)制方式和頻段都有對(duì)應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu)，其濾波和基頻處理、上 /下變頻、射頻部分都采用了模擬方式，雖然數(shù)碼無(wú)線電系統(tǒng)的低頻部分采用了數(shù)字電路，但是其射頻和中頻部分還是離不開模擬電路。軟件無(wú)線電新技術(shù)的出現(xiàn)， 打破了傳統(tǒng)的通信功能只能依賴硬件格局發(fā)展的單一局面，如今， 通信功能以硬件無(wú)線通信設(shè)備作為基本平臺(tái)，功能的實(shí)現(xiàn)更多地由軟件來(lái)發(fā)揮作用。 本文以 GNU Radio 為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)多相濾波器系統(tǒng)。 GNU Radio是用軟件來(lái)定義無(wú)線電波發(fā)射和接收的方式，與硬件相結(jié)合，搭建無(wú)線電通信系統(tǒng)的開源軟件系統(tǒng)，使得無(wú)線電領(lǐng)域所遇到的數(shù)字調(diào)制問(wèn)題變成軟件問(wèn)題。 軟件無(wú)線電技術(shù)首先是運(yùn)用在軍事上，但由于它的優(yōu)點(diǎn)突出，很快該技術(shù)開始運(yùn)用到民用的無(wú)線移動(dòng)通訊行業(yè)。 和傳統(tǒng)的無(wú)線電系統(tǒng)相對(duì)比，軟件無(wú)線電體統(tǒng)有其自身突出的特點(diǎn)。 軟件無(wú)線電新概念的提出，引起了無(wú)線電領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，成為了未來(lái)通訊技術(shù)的發(fā)展新方向， 它不僅在電子戰(zhàn)、雷達(dá)等國(guó)防軍事方面得到廣泛應(yīng)用，在智能化家電、數(shù)字化通信方面也有它的身影。 、 GNU Radio 的產(chǎn)生和應(yīng)用現(xiàn)狀 GNU Radio 是一套免費(fèi)開源軟件的開發(fā)工具。 GNU Radios 的硬件平臺(tái) USRP 系列產(chǎn)品在世界各地有著各式各樣的廣泛應(yīng)用，在商業(yè)生活和國(guó)防系統(tǒng)中都能看到它的身影。 5 二、軟件無(wú)線電 和 GNU Radios 的原理 、 軟件無(wú)線電系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)和特征 構(gòu)成軟件無(wú)線電系統(tǒng)的基本部件包括了：多頻段射頻變換器，含有 A/D 和D/A轉(zhuǎn)換器的芯片，電源，天線和通用處理器等，這些部件執(zhí)行了無(wú)線通信功能。 通過(guò)流程我們也可以看出，軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)完成的主要功能關(guān)鍵在軟件無(wú)線代碼。 從另一方面來(lái)說(shuō)： Python 就是選擇合適的信源，處理模塊和信宿，設(shè)置正確的參數(shù)，再把這些連接起來(lái)成為一個(gè)完整的應(yīng)用程序。 GNU Radio 為學(xué)習(xí)者有方便調(diào)試測(cè)試的環(huán)境，提供了圖形界面版 GRC， 這是一個(gè)圖形化工具，用于創(chuàng)建信號(hào)流圖，并生成流圖的源代碼， 里面包含了 大量的數(shù)字處理模塊資源和多種調(diào)試工具。 7 、 GNURadio 安裝與使用 、 Ubuntu 的安裝 目前 GNU Radio 安裝 GNU Radio 庫(kù)只支持 LINUX 操作系統(tǒng)，使用的是。代碼如下： deb lucid main universe restricted multiverse debsrc lucid main universe restricted multiverse deb lucidsecurity universe main multiverse restricted debsrc lucidsecurity universe main multiverse restricted deb lucidupdates universe main multiverse restricted deb lucidproposed universe main multiverse restricted debsrc lucidproposed universe main multiverse restricted deb lucidbackports universe main multiverse restricted 8 debsrc lucidbackports universe main multiverse restricted debsrc lucidupdates universe main multiverse restricted ? 關(guān)閉 后，在終端運(yùn)行 sudo aptget update，這樣， Ubuntu就安裝好了。 （ 2）采用 Script（腳本 來(lái)安裝） ， 先建立一個(gè)文件夾，需要建立在全英文的 路 徑 中 ， 在 終 端 進(jìn) 入 該 路 徑 ， 然 后 輸 入 “ $ wget amp。 ./buildgnuradio verbose.” 該 命 令 運(yùn) 行 下 就 會(huì) 下 載 安 裝 器（ buildgnuradio）其狀態(tài)設(shè)置為可運(yùn)行狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程是先 下載并安裝所有相關(guān)單元，然后從 GIT 上下載 UHD 和 GNU Radio，運(yùn)行