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虚拟无线电试验系统的研究与实现

作　者: 辛勤
导　师: 周良柱
学　校: 中国人民解放军国防科学技术大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 软件无线电虚拟无线电信号处理码元同步
分类号: TN925
类　型: 博士论文
年　份: 2000年
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内容摘要

软件无线电是对传统无线电通信体系结构的一次重大革新。它摆脱了硬件体系结构的束缚，是解决不同通信体制之间互操作问题和开展多种通信业务的最佳途径，具有巨大的商业和军事价值。以通用处理器为核心的软件无线电系统因其结构类似于虚拟仪器而被称之为“虚拟无线电”系统。开发虚拟无线电系统可以快速建立原型系统，促进对软件无线电体系结构的深入研究，具有理论和实践上的双重意义。本文的工作围绕虚拟无线电试验系统的建立而展开，旨在实现多种体制下的窄带通信传输。第二章研究并确立了虚拟无线电试验系统的结构框架。在软／硬件协同设计方法的指导下，对系统进行建模、软／硬件任务划分和实现，提出了一种新的建模方法，将系统各组件的内在行为与通信模式相隔离，实现了系统的模块化设计。第三章探讨虚拟无线电试验系统底层硬件的结构设计，包括数字上变频模块和数字下变频模块。它们不仅完成数字信号的上／下变频，减轻通用处理器的负载，还具有良好的可编程性，能适应多种调制方式。第四章研究虚拟无线电试验系统软件体系结构。它分为三层，底层是控制硬件的内核模式驱动程序；中间层是建立数据传输路径的用户模式驱动程序；顶层是应用程序。着重分析底层内核模式驱动程序的工作过程，并对中间层用户模式驱动程序的工作流程以及AM、FM模式下的应用程序流程作了简要分析。第五章探讨软件无线电系统中的码元同步问题，为后续实现数字调制信号的产生与解调做准备。文中提出了一种可用于软件无线电系统中的码元同步方案。该方案以信号插值为理论基础，用最小均方滤波器替代传统的多项式插值滤波器，并采用能量检测算法以降低半周期传输延迟时的误码率。在仿真实验中，从定时抖动能量和误码率两方面进行比较，实验结果证明了该方案的有效性。在论文最后对全文进行了总结，并指出了进一步研究探索的方向。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
第一章绪论  6-19
  1.1 软件无线电系统研究背景与现状  6-9
  1.2 软件无线电模型及主要研究问题  9-14
  1.3 “虚拟无线电”系统及本文主要研究内容  14-19
第二章虚拟无线电试验系统方案设计  19-35
  2.1 通信系统中的软／硬件协同设计  19-24
  2.2 虚拟无线电试验系统方案设计  24-34
  2.3 本章小结  34-35
第三章虚拟无线电试验系统底层硬件设计与实现  35-56
  3.1 抽样率变换的多级实现  35-38
  3.2 基于PCI总线的数字下变频模块设计  38-49
  3.3 基于PCI总线的数字上变频模块设计  49-54
  3.4 本章小结  54-56
第四章虚拟无线电试验系统软件设计  56-74
  4.1 WINDOWSNT内核模式驱动程序结构  56-60
  4.2 虚拟无线电试验系统内核层软件设计  60-70
  4.3 虚拟无线电试验系统链路层软件设计  70
  4.4 AM、FM调制方式下的应用程序设计  70-72
  4.5 本章小结  72-74
第五章软件无线电系统中的码元同步研究  74-91
  5.1 基于信号插值的码元同步模型  74-79
  5.2 码元定时的估计误差分析  79-82
  5.3 基于最小均方插值的码元同步方法  82-90
  5.4 本章小结  90-91
第六章结束语  91-93
致谢  93-94
作者攻读博士学位期间发表的论文  94-95
参考文献  95-100

虚拟无线电试验系统的研究与实现

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