基于PXI平台的移动通信协议物理层的设计与实现

摘要

本课题受中国计量科学研究院信息电子所委托，主要目的是完善数字移动通信计量标准，通过整合现有资源并新建部分内容，与现有数字移动通信计量标准共同构成新一代数字移动通信计量标准装置，组建共享研究平台，提升委托单位的科研服务能力。 课题基于PXI硬件平台，使用LabVIEW虚拟仪器软件实现了包括2G（GSM，IS-95）和3G（TD-SCDMA，WCDMA和CDMA2000）在内共5个物理层协议，每部分均由信号发生器和矢量信号分析仪构成。通过将程序下载到PXI板卡上，信号发生器和分析仪两者既可以互连通信，也可以分别和外部仪器通信。 论文先介绍了软件无线电中的基础理论，之后对其中一些关键技术和主要结构形式作了解释和说明。 论文的技术开发部分包括硬件平台的搭建和物理层协议的软件设计。硬件部分包括PXI机箱、控制器和功能模块的性能说明和联调；软件部分包括第二代和第三代移动通信物理层空中接口协议的架构分析，以及基于协议的通信系统的设计和开发。最后论文设计了系统的测试方案，收集整理测试数据并根据数据对系统性能进行了评估。 该系统在精度上达到了移动通信计量标准的要求，摒弃了传统仪器的缺点，具有模块化程度高，可编程，可移植性好等多种优势，缩减了委托单位的工程师检定和校准的工作量，不仅成为其原有数字移动通信计量标准装置的有力补充，也为后续的研究和应用服务升级提供了开放的接口和平台。

目录

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英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景及意义

1.2本论文主要内容

第二章软件无线电基础

2.1软件无线电理论

2.1.1信号采样理论

2.1.2多速率信号处理理论

2.1.3高效数字滤波

2.1.4窄带信号的正交分解

2.2软件无线电的三种结构形式

2.2.1射频全宽开低通采样软件无线电结构

2.2.2射频直接带通采样软件无线电结构

2.2.3宽带中频带通采样软件无线电结构

第三章NI PXI硬件开发环境

3.1 PXI机箱及控制器

3.2 PXI功能模块

3.2.1发射部分

3.2.2接收部分

第四章物理层空中接口协议的软件设计

4.1 GSM无线通信系统

4.1.1 GSM空中接口协议简介

4.1.2 GSM信号发生器设计

4.1.3 GSM信号分析仪设计

4.2 CDMA(IS-95)无线通信系统

4.2.1 COMA空中接口协议简介

4.2.2 CDMA信号发生器设计

4.2.3 CDMA信号分析仪设计

4.3 3G无线通信系统

4.4系统测试与评估

4.4.1测试步骤

4.4.2测试数据整理

4.4.3测试数据分析及系统评估

第五章总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文