1. 研究目的与意义
无线电通信在现代通信中占有极其重要的位置,被广泛应用于商业、气象军事、民用等领域。通信系统由模拟体制不断向数宇化体制过渡,出现了许多中频数字化接收机。这些接收机尽管能覆盖多个频段,但它们只能工作于单一频段和模式,功能相对较少,灵活性不够,可扩展能力差,不同类的电台之间仍不能完全互通,无法满足现代军事通信的需要。软件无线电这个术语最早是美军为了解决海湾战争中多国部队各军种进行联合作战时所遇到的互通互联互操作(简称“三互”)问题而提出来的一个新概念。因为以往的军事通信装备无论是工作频段,还是信息传输格式或者是通信体制,陆、海、空三军均各自为政,互不兼容,导致在联合作战时各军种间无法进行快速沟通、互传信息悄报,结果是名义上的联合作战,而实际上只是各军种的简单参与,完全形成不了真正意义卜的“联合”。简单就工作频段来说,陆军主要工作在30一88MHz,空军主要工作在225一400MHz,而海军则主要以短波(2一30MHz)为主。陆海空三军上述这种简单的频段划分,虽然解决了一军间的相互干扰问题,但三军联合作战时互通、互联、互操作问题显然就很难解决。暴露了军事通信互通性差、反应速度慢、带宽太窄、速率太低等一系列影响联合作战的关键技术问题。
随着无线通信的发展,蜂窝技术的普及,无线电设备的低成本、小型化以及便携性越来越受到重视,以往的基于 PC 的软件无线电平台由于可移动性差,发展便受到制约。相反地,采用 DSP、FPGA数字信号处理芯片的软件无线电平台研发成本低,集成度高,支持高速数据运算,携带方便,越来越适应于当今便携式无线通讯的特点,采用此数字信号处理技术的软件无线电成为了当下研究的热门。
2. 研究内容与预期目标
研究内容:软件无线电系统的基础理论进行深入的学习与研究,对于无线电系统的理论基础,其中的关键技术进行详细的理论推导与分析。研究信号处理系统收发结构,利用Matlab对系统中涉及的通信信号处理算法进行设计与仿真,把算法在 FPGA上进行实现统的软硬件结构与设计方法,详细阐述了硬件设计的依据与各个软件部分的软件框架。系统各个部分的测试过程,包括基于 No-OS 软件的回环测试、基于 Linux 平台的字符串通信测试以及高速串行接口软件的测试。
预期目标:探索出更加高速便携的小型化软件无线电设备,明确 SDR技术与数字收发信机系统的发展趋势与广泛应用前景,并使用集成度高、灵活性好的 FPGA实现基于软件无线电的收发信机,探索出更加优化高效的调制解调方案。
3. 研究方法与步骤
首先,在充分了解课题的情况下,利用网络资源搜集相关资料文献,对于主题相关的资料,进行集中整理,确定平台的整体功能以及清楚各个模块定义,进而对整体的系统有所了解。其次,编写程序进行仿真,对既定研究目标进行验证。对不同的方案进行讨论与比较。研究步骤:
1)(1)熟悉软件无线电发展的背景和现状;(2) 调制解调算法的探索研究;
2)(3)硬件功能模块的设计与实现;(4)程序开发设计;
4. 参考文献
1 杨小牛,楼才义,徐建良.软件无线电原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2001.2 席轶敏 , 刘渝 电子侦察信号实时检测算法及性能分析 [J]. 南京航空航天大学学报, 2001,33(3)
3 陈怒兴,郭盛桃等.一种改进的 Morlet 小波瞬态信号检测算法[J].系统工程与电子技术, No.6,
4 GardnerW. A., Signal Interception. A Unifying Theoretical Framework for Feature Detection[J]. IEEE Trans. Com. Vol.36, No.8,1998
5. 工作计划
2022年1月5日-2022年3月1日,有针对性的学习课题相关资料,学习相关学科的基础知识,学习实验所需软硬件的相关知识。
2022年3月2日-2022年3月20日,设定实验方案,采集实验数据。
2022年3月21日-2022年4月25日,进一步理论分析,进行实验,开发相关软硬件系统。
