【正文】 的算法所需最大時間及系統(tǒng)對實時程度的要求判斷系統(tǒng)能否完成工作。在實時性要求比較高的場合仍采用匯編語言。應(yīng)用系統(tǒng)的其它軟件可以根據(jù)實際情況進行調(diào)試。每個調(diào)制算法中的軟件模塊的形式，以產(chǎn)生調(diào)制信號，只需調(diào)用相應(yīng)的模塊。用單音信號進行調(diào)幅時,其表達式可改寫為: ,其中為調(diào)制信號,為調(diào)制指數(shù),它的范圍在(0,l)之間,如果l,已調(diào)波的包絡(luò)會出現(xiàn)嚴(yán)重的失真效果,但不能恢復(fù)到原來的調(diào)制信號的波形,也就是說，會產(chǎn)生過量的調(diào)幅。NCOS（n）LPFLPF解調(diào)算法解調(diào)輸出Cos（w）Sin（w） 數(shù)字正交解調(diào)的實現(xiàn)框圖己調(diào)信號的數(shù)字表達式為: (43)調(diào)制信號可以分別“寄生”在已調(diào)信號的振幅、頻率和相位中,相應(yīng)的調(diào)制就是調(diào)幅、調(diào)頻及調(diào)相這三大類調(diào)制方式,由于頻率與相位有著一定的關(guān)系,為便于分析,可將上式改寫為: (44)式中表示載波的角頻率。這不僅是最基本的軟件無線電是最關(guān)鍵的問題，下面進行詳細(xì)討論和闡述。FIR濾波器的實現(xiàn)方法有很多，本論文采用了系數(shù)對稱 FIR 濾波器的實現(xiàn)方法。循環(huán)緩沖器的尾地址（EOB）是通過用BK 的低 N 位代替 ARx 的低 N 位所得到的。由于受到硬件性能如A/D、D/A及DSP芯片處理速度的限制,目前的軟件無線電系統(tǒng)中多采用折中的方案來實現(xiàn)的,增加了專用的數(shù)字變頻器或者運行數(shù)字變頻的算法,使射頻信號變頻到中頻去,然后再進行基帶的信號的處理,這樣的軟件無線電系統(tǒng)又被稱為“軟件定義無線電”,它并不是真正意義上的軟件無線電。田老師和藹的笑容如春風(fēng)化雨，滋潤人心，在她的指導(dǎo)下做畢業(yè)設(shè)計，我非常的榮幸。在這里我首先要感謝的是田老師，她在我畢業(yè)設(shè)計整個過程中給予了我大力的幫助，讓我學(xué)到了許多設(shè)計思想和設(shè)計方法，感謝她給我所設(shè)計的系統(tǒng)提出的許多寶貴的意見和建議，以及提出的系統(tǒng)的不足之處，還有我的組員們，能讓我在設(shè)計過程中不斷的去完善這個軟件無線電系統(tǒng)。通過AM調(diào)制解調(diào)的實現(xiàn)證實了軟件無線電技術(shù)在基于 DSP的硬件系統(tǒng)上是完全可行的，要實現(xiàn)不同的調(diào)制只需加載相應(yīng)的軟件模塊，而無需改變硬件設(shè)計，實現(xiàn)了新一代通信平臺的開放性，可擴展性的要求。R的值必須裝入BK。IIR 濾波器可以用比 FIR 濾波器少的階數(shù)來滿足相同的技術(shù)指標(biāo)，但 FIR 濾波器可得到嚴(yán)格的線性相位而 IIR 濾波器卻不能得到，有限字長效應(yīng)對 IIR 濾波器的影響也較大易造成其不穩(wěn)定。用 MATLAB 進行算法驗證，得到解調(diào)波，如圖 。軟件無線電解調(diào)方法也可以實現(xiàn)軟件，采用相干解調(diào)的一般方法。在對調(diào)制信號和載波頻率進行數(shù)字化時,采樣頻率可能不同,其中的多相濾波器的主要作用就是用來增加數(shù)據(jù)源的采樣速率,使得調(diào)制信號的采樣速率和載波的采樣速率相同。根據(jù)常規(guī)的方法，來產(chǎn)生調(diào)制信號的硬件電路，或模塊的需要，然后進行通信單元，生成幾個，幾十個調(diào)制信號，該電路將是十分復(fù)雜的，而且還添加兩個新的調(diào)制方法是非常困難的。調(diào)試一般借助于DSP開發(fā)工具,如軟件模擬器、DSP開發(fā)系統(tǒng)或仿真器等。DSP的軟件編程既可以用匯編語言又可以用C語言,極大地方便了DSP開發(fā)人員。在此之后應(yīng)該把設(shè)計任務(wù)書轉(zhuǎn)化為量化的技術(shù)指標(biāo)。系統(tǒng)上電后首先完成自己的初始化，包括 RAM 的配置、中斷的開放和屏蔽等，然后就是 EDMA，I2C，AIC23B，MCASP等的設(shè)置。DIN：數(shù)據(jù)口 DAC 輸出的串行數(shù)據(jù)輸入。DSP處理完成后將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)從耳機或者立體聲輸出。本設(shè)計采用的是 TI 公司專為 DSP配套制作的一種A/D轉(zhuǎn)換器TLV320AIC23。通用DSPJTAG仿真外部時鐘外部時鐘窄帶A/DD/A基帶信號調(diào)制信號PC開發(fā)軟件窄帶A/DD/A射頻前端射頻信號語言信號 系統(tǒng)硬件框圖在圖 所示的系統(tǒng)硬件框圖中，DSP 完成數(shù)字信號處理算法的實現(xiàn)等功能。在系統(tǒng)的發(fā)送端，A/D將采樣的基帶信息送至DSP，經(jīng)DSP處理后產(chǎn)生的調(diào)制信號送至D/A轉(zhuǎn)換成模擬的調(diào)制信號，然后模擬混頻器電路增大到無線頻率范圍內(nèi)的頻率調(diào)制信號，并通過天線發(fā)射出去。DSP編程語言C和匯編語言，軟件編程相對簡單，但它的編程通常是串行處理，而不是平行的，它僅僅是在芯片之間的平行，但FPGA可以實現(xiàn)高性能并行，這就是為什么我們介紹FPGA的一個重要原因。另外,用可配置的數(shù)字ASIC加上DSP來實現(xiàn)軟件無線電的靈活性,還可以使用多用途調(diào)制解調(diào)芯片(MMC)[15],它包括了由ASIC所實現(xiàn)的調(diào)制解調(diào)函數(shù)、先進的功率管理、一個可編程的DSP核心,以及一些個輸入輸出的接口邏輯。L1高速緩存16kBC64xDSP內(nèi)核SDRAML2高速緩沖存儲器 256kB增強型的DMA控制器視頻端口0L1數(shù)據(jù)緩沖區(qū)16kB視頻端口2視頻端口1MCASP10/100Mbit/s 以太網(wǎng)66MHz PCIEMIF DM642結(jié)構(gòu)示意圖、軟件實現(xiàn)的選擇標(biāo)準(zhǔn)的軟件無線電采用模塊化結(jié)構(gòu)的寬帶A/D和D/A及高速DSP來建立VME公共硬件平臺,支持并行、流水線及異種多處理機；將射頻、中頻、基帶和比特流部分組裝在一個VME系統(tǒng)中,來完成無線電系統(tǒng)的基本的功能；用工作站將用戶接口、研究工具、開發(fā)工具和本地信源編碼/解碼等都集成在一起,提供對系統(tǒng)的軟件支持。（4）芯片的開發(fā)工具開發(fā)工具在 DSP 系統(tǒng)的開發(fā)過程中是必不可少的。進行 DSP 應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計，選擇 DSP 芯片是一個非常重要的環(huán)節(jié)。在市場中具有價格低的優(yōu)勢。 近年來，DSP芯片，應(yīng)用軟件和系統(tǒng)發(fā)展非常迅速，年均增長率高達40%。當(dāng)設(shè)計師努力使DSP處理器每MIPS成本降到了適合于商用的低于10美元范圍時，DSP在軍事、工業(yè)和商業(yè)的應(yīng)用中獲得不斷的成功。這種寬帶中頻結(jié)構(gòu)再配以后續(xù)的數(shù)字化處理，使其具有很好的波形適應(yīng)性，信號帶寬適應(yīng)性和可擴展性。射頻低通采樣軟件無線電，其結(jié)構(gòu)最是簡潔，就是把模擬電路的數(shù)量減少到可以接受的最低程度，是一種最理想的軟件無線電結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。隨著通信技術(shù)數(shù)字化發(fā)展,現(xiàn)代無線系統(tǒng)越來越多的功能可以用軟件來實現(xiàn)。這種方案的核心結(jié)構(gòu)是A/D/A+DSP系統(tǒng)。從前端接收下來的信號，或?qū)墓Ψ虐l(fā)射出去的信號都要經(jīng)過數(shù)字信號處理器處理：或進行頻譜分析、信號解調(diào)、信號類型識別，或進行信號的數(shù)字上下變頻，或進行各種樣式的數(shù)字調(diào)制、數(shù)字濾波、比特流的編碼、譯碼、同步信號的獲取等等。軟件定義無線電和新的系統(tǒng)不僅無線電通信，但也兼容舊系統(tǒng)的無線電。第三,就對于基帶來說,信號的處理主要包括調(diào)制解調(diào)、均衡和脈沖整形等,它們要求所用的DSP器件具有足夠的處理和工作的能力和有限的能量消耗。在軍事應(yīng)用領(lǐng)域，由總參通信兵部某研究所研制的“軍用無線電網(wǎng)關(guān)”通過了相關(guān)的技術(shù)鑒定和認(rèn)證[8]。軟件無線電和軟件控制的數(shù)字無線電不同之處，是在于軟件無線電的最終目的就是要使通信系統(tǒng)擺脫硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的束縛，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對通用和穩(wěn)定的情況下，通過軟件來實現(xiàn)其各種功能。隨著無線電技術(shù)和軟件無線電應(yīng)用的發(fā)展，深化和擴大軟件無線電的概念在不斷的發(fā)展和變化，這是目前仍然很難給出一個嚴(yán)格而全面的定義。為了使不同的設(shè)備之間實現(xiàn)可靠和高效率的通信和相互協(xié)作，美軍的官方軍隊進行了第一次通用軟件無線電的工作，其目標(biāo)在于研制一種能包容很寬的無線頻帶、能接收多種信道調(diào)制方式的具有很強“可互操作性”無線電臺[4]。第一章 緒論通過近20年的發(fā)展，移動通信已成為通信領(lǐng)域最活躍，市場占有率最高的行業(yè)，在國際市場也成為最有競爭力的部分。此外，使用軟件的方法來取代以往的模擬電路，其功能的實現(xiàn)。SDR將朝著理想的SR方向發(fā)展，其數(shù)字化將在 (或者非常接近)天線端進行，所需要的所有處理都通過駐留在高速數(shù)字信號處理單元中的軟件來實現(xiàn)。芯片結(jié)合軟件技術(shù)實現(xiàn)通信功能，該系統(tǒng)還計劃標(biāo)準(zhǔn)的同步串行接口連接終端的多樣化，使它具有很高的安全性和廣泛的適用性。大部分專家認(rèn)為，“軟件定義無線電”將是一個解決全球無線通信需求的軟件方案，它將在未來成為無線電通信設(shè)備設(shè)計[2]的核心所在。1995年5月，Mitola在IEEE Communication Magazine的軟件無線電?？匣仡櫜⑶矣懻摿塑浖o線電不斷發(fā)展的概念、結(jié)構(gòu)，技術(shù)上可能在未來所面臨的挑戰(zhàn)以及軟件無線電可能帶來的一系列的經(jīng)濟效益，在這一期專刊發(fā)表之后，商用的軟件無線電的研究開始起步。這一概念強調(diào)的硬件和軟件的靈活性，標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)合。SDR的無線通信的移動設(shè)備是需要具備可重新編程和可以重構(gòu)的能力，使這個裝置可以用在多種模式（標(biāo)準(zhǔn)），多個頻帶和多種功能。這種技術(shù)是一種無線通信技術(shù)從模擬到數(shù)字，從固定到移動這兩次革命后的第三次革命，成為無線通信技術(shù)在21世紀(jì)初的發(fā)展方向。實現(xiàn)軟件無線電終端的技術(shù)要點是與它的特性相對應(yīng)的,。它突破了傳統(tǒng)無線電臺以功能單一、可擴展性差的硬件為設(shè)計核心的局限性,強調(diào)了要使通信系統(tǒng)擺脫硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的束縛,提出了以開放性的最簡硬件為通用平臺,盡可能地用可升級、可重新配置的應(yīng)用軟件來實現(xiàn)各種無線電功能的設(shè)計新思路。第一章主要介紹了軟件無線電的發(fā)展和實現(xiàn)方案。然而在接收通道上,流入的是射頻或者中頻的信號,經(jīng)過DSP系統(tǒng)的處理,從而得到基帶數(shù)字信號或者最終的數(shù)據(jù)輸出。近年軟件無線電有了一定的發(fā)展,但仍面臨許多技術(shù)挑戰(zhàn),比如高速A/D、數(shù)字信號處理(DSP)、射頻前端、天線技術(shù)等。射頻直接帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)與射頻低通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)的不同是：A/D 前段采用了相對較窄的帶寬濾波器，然后根據(jù)所需要處理的帶寬進行帶通采樣。 DSP的發(fā)展DSP產(chǎn)業(yè)在約40年的歷程中經(jīng)歷了三個階段：第一，DSP就是數(shù)字信號的處理，并作為一個新的理論體系廣為流行。到90年代中期，這種可編程的DSP器件已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到數(shù)據(jù)通信、海量存儲、語音處理、汽車電子、消費類音頻和視頻產(chǎn)品等產(chǎn)品中去，其中最為輝煌的就是在數(shù)字蜂窩電話中的成功應(yīng)用。隨著新的通信系統(tǒng)中，傳輸模式和多媒體智能終端的快速發(fā)展，需要在實踐中的不斷發(fā)展，改進和優(yōu)化算法，標(biāo)準(zhǔn)和程序。（2）通用 DSP 芯片和專用 DSP 芯片按照用途分，前者適用普通的數(shù)字信號處理，TI 公司的 TMS320 系列 DSP 芯片即為通用 DSP 芯片。運算速度可以通過指令周期、MAC 時間、FFT 執(zhí)行時間、MIPS 等一些性能指標(biāo)來衡量。因此，在選擇 DSP 芯片的同時還必須考慮其包括軟件和硬件的開發(fā)工具。計算機工作站功能是最多的,開發(fā)工具也非常多,系統(tǒng)擴展性和現(xiàn)場可編程性都非常強,但是尺寸和成本卻太高； FPGA現(xiàn)場可編程性和系統(tǒng)擴展性很好,但是功能較少；ASIC雖然系統(tǒng)擴展性強，但是功能卻一般,且無現(xiàn)場可編程性；DSP功能和現(xiàn)場可編程性都比較強,尺寸和成本以及系統(tǒng)擴展性也相當(dāng)適中,所以一般都采用基于DSP硬件平臺來設(shè)計的方案?；贒SP的硬件設(shè)計是日前可以具體實現(xiàn)的設(shè)計,通用性、靈活性都非常好,也相對開發(fā)較容易,性能較好。靈活應(yīng)用軟件無線