基于软件无线电的BPSK/QPSK解调器的研究

摘要

软件无线电(Software Radio)是一种开放式的体系结构，其中心思想是构造一个模块化、标准化、可重构的通用硬件平台，通过软件加载来实现各种无线通信功能。调制解调是移动通信中的一项关键技术，它的好坏直接关系着通信系统的性能。数字相移键控(PSK)因其频谱利用率高、误码性能好、技术灵活多样、适应于高速数据传输和快速衰落信道等突出优势，已成为各移动通信系统主要的调制方式。本文主要研究了基于软件无线电的二进制相移键控(BPSK)和四相相移键控(QPSK)解调器算法，并对算法进行了MATLAB仿真和硬件上的编程实现。 本文研究并论证了BPSK/QPSK全数字化正交解调方案，该方案采用相干解调方式，解调的关键是实现本地载波同步和位同步。首先从研究模拟锁相环的原理、结构和性能入手，由此过渡到数字化锁相环，并提出用于实现BPSK/QPSK解调器载波同步的软件锁相环算法；根据Gardner算法提取位同步误差信息，给出一种简单易实现的软件提取位同步方案。 在算法研究的基础上，通过MATLAB编程的方式对解调过程进行时域仿真，针对正常锁定后正确解调和无法锁定等不同情况，分别给出各路仿真信号波形和对应星座图。同时，对解调算法的误码率性能进行了仿真分析。本文在DSP硬件平台上，利用C语言编程实现BPSK/QPSK解调器算法，给出相关软件流程图；对硬件实现方案提出优化，为进一步实现高性能软件无线电接收机打下基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究的背景和意义

1.2软件无线电结构与发展现状

1.3调制解调技术的发展

1.4本文的主要内容

第二章软件无线电接收机及锁相环理论

2.1采样定理

2.1.1 Nyquist采样定理

2.1.2带通采样定理

2.2软件无线电接收机方案选择

2.3锁相环理论

2.3.1锁相环的工作原理

2.3.2锁相环的组成

2.3.3锁定状态下锁相环的环路方程与数学模型

2.3.4锁相环关键参数描述

2.3.5锁相环噪声性能分析

2.4数字化锁相环

2.4.1数字鉴相器

2.4.2数字环路滤波器

2.4.3数控振荡器(NCO)

2.5本章小结

第三章BPSK/QPSK解调器算法研究

3.1 BPSK/QPSK信号解调原理

3.1.1 BPSK信号解调原理

3.1.2 QPSK信号解调原理

3.2数字化载波同步锁相环算法

3.2.1 COSTAS环鉴相特性

3.2.2 NCO的优化设计

3.2.3数字化COSTAS环

3.3数字锁相环的鉴频辅助算法

3.4位同步算法研究

3.5本章小结

第四章BPSK/QPSK解调器算法仿真与实现

4.1通信系统仿真与MATLAB介绍

4.2 BPSk/QPSK解调器算法的仿真

4.2.1 BPSK调制解调原理仿真

4.2.2 QPSK调制解调原理仿真

4.2.3 BPSK解调器算法仿真

4.2.4 QPSK解调器算法仿真

4.2.5 BPSK/QPSK解调器误码率性能仿真

4.3 BPSK/QPSK解调器的实现

4.3.1硬件平台介绍

4.3.2软件流程

4.3.3解调器的硬件方案优化

4.4本章小结

第五章总结与展望

参考文献

致谢

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