软件无线电关键技术的研究及实现
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摘要
本论文针对软件无线电的关键技术，初步论述软件无线电所涉及的基础理论，对带通采样定理的特性及其在信号采样上的应用进行了深入地探讨。研究了软件无线电所涉及的重要信号处理方法---采样率转换技术，因为采样率转换在中频采样后的处理中是必不可少的。
本论文还重点研究了中频段信号进行直接数字化处理的算法，比较了传统的方法与数字化中频采样之间的性能差别，并用硬件实现软件无线电的关键技术——下变频器。
本论文最后还研究了信号的非均匀采样对软件无线电系统的影响，提出了一类非均匀采样信号数字频谱的一些特性，对非均匀采样信号的重构进行了算法上的研究，为多个A／D并行对中频段以上信号进行采样后信号的恢复问题奠定了理论基础。
According to the critical technology of software radio,this paper preliminary disserted basic theories which are related to the software radio,and studied the proerties of bandpass sampling and its application on signal sampling deeply.The method of the sampling rate conversion,which is the important,essential theory in software radioes studied carefully.
In the paper,one of the emphasis is placed on the discussion of the algorithm of IF direct sampling,and compared the difference of the function between the tradition method and the new method, Using the new method ,we realized digital down converter(DDC), which is one of the critical technology of software radio,based on the hardware.
finally we studied the bad influence on the system of software radio which is arised by nonuniformly sampled signal,and showed the some characteristics of digital spectrum of a sort of nonuniformly sampled signal,and studied the algorithm of the reconstruction technique signal sampled nonuniformly, it is the groundwork of the signal be reconstructed,and the signal is sampled by using several A7D.
本论文还重点研究了中频段信号进行直接数字化处理的算法，比较了传统的方法与数字化中频采样之间的性能差别，并用硬件实现软件无线电的关键技术——下变频器。
本论文最后还研究了信号的非均匀采样对软件无线电系统的影响，提出了一类非均匀采样信号数字频谱的一些特性，对非均匀采样信号的重构进行了算法上的研究，为多个A／D并行对中频段以上信号进行采样后信号的恢复问题奠定了理论基础。
According to the critical technology of software radio,this paper preliminary disserted basic theories which are related to the software radio,and studied the proerties of bandpass sampling and its application on signal sampling deeply.The method of the sampling rate conversion,which is the important,essential theory in software radioes studied carefully.
In the paper,one of the emphasis is placed on the discussion of the algorithm of IF direct sampling,and compared the difference of the function between the tradition method and the new method, Using the new method ,we realized digital down converter(DDC), which is one of the critical technology of software radio,based on the hardware.
finally we studied the bad influence on the system of software radio which is arised by nonuniformly sampled signal,and showed the some characteristics of digital spectrum of a sort of nonuniformly sampled signal,and studied the algorithm of the reconstruction technique signal sampled nonuniformly, it is the groundwork of the signal be reconstructed,and the signal is sampled by using several A7D.
引文
1 徐永胜．国外军用软件无线电的发展现状．电讯技术．2001(3)：111-114
2 颜彪，周平，许宗泽．软件无线电的关键技术．电力系统通信．2001(6)：29-33
3 韩钢，张睿，李建东．软件接收机的一种实用结构．西安电子科技大学学报(自然科学版)．2001(4)：538-541
4 J. Mitola. The software radio architecture. IEEE Communication magazine.No. 5, 1995:26-38
5 杨小牛，楼才义，徐建良．软件无线电原理与应用．第1版．北京．电子工业出版社，2001
6 张睿，李维英，李建东．带通采样技术在软件接收机中的应用．西安电子科技大学学报(自然科学版)．2000(6)：326-329
7 沈振元，聂志泉，赵雪荷．通信系统原理．第1版．西安．西安电子科技大学出版社，1988
8 张兴敢，朱兆达．带限信号采样和数字相参处理．南京航空航天大学学报．1995(10)：650-655
9 黄葆华．降低软件无线电中频段处理运算量的一种方法．通信过程学院学报．1998(1)：76-80
10 宗孔德．多抽样率信号处理．第1版．北京．清华大学出版社，1996
11 常文革，宋千，梁旬农．重采样插值技术实现与应用．系统工程与电子技术．2000(5)：87-89
12 彭华，李静，葛临东．软件无线电中的非整数倍采样率转换研究．电讯技术．1999(3)：18-23
13 吕晶，黄葆华．全数字接收机中的多速率信号处理技术．电信科学．1998(11)：18-20
14 孙敏琪，张长隆，潘立公．基于软件无线电思想的雷达信号采集系统设计．微处理机．2000(11)：52-55
15 王士一．数字信号处理．第2版．北京．北京理工大学出版社，1997
16 Leopold E. Pellon. A double nyquist digital product detector for quadrature sampling. IEEE Trans. on signal processing, vol. 40, No. 7.July ,1992
17 曾涛等．一种新的中频采样滤波器的设计与实现．电子学报．2000(6)：51-54
18 徐彤．中频接收机数字化设计中的几个关键问题．电讯技术．2001(4)：91-94
19 戴庆芬．中频数字化及数字式正交解调．电讯技术．1996(5)：1-5
20 杜永强．直接中频采样数字正交输出的最小二乘实现．系统工程与电子技术，2000(9)：8-10
21 周昊，宋文涛等．中频软件无线电系统的实现方案．通信技术．1999(4)：61-65
22 孙晓兵，保铮．中频采样与正交相干检波．系统工程与电子技术．1993(5)：1-8
23 Hulin. Liu, A. Ghafoor. A new quadrature sampling and processing approach. IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems. 1989,9:733-745
24 周国富，杨文轩．一种新颖的BPSK信号数字中频处理方法．现代雷达．1999(2)：44-48
25 D.W. Rice, K.U. Wu. Quadrature sampling with high dynamic range. IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems. 1982, 18(4): 736-739
26 刘东华，欧建平．数字中频滤波技术及其在软件无线电中的应用．无线通信技术．2000(5)：24-28
27 王金础，杨正远．一种高性能数字中频接收机的设计及实现．现代雷达．2002(1)：71-73
28 C.M. Radar. A simple method for sampling in-phase and quadrature components. IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems. 1984,11:821-824
29 R.L. Mitchell. Creating complex signal samples from a band-limited real signal. IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems. 1989,5:425-427
30 陈军．I／Q通道幅相不平衡的影响及改善．现代雷达．2002(5)：100-103
31 凌朝东等．用CPLD实现的FIR滤波器．华侨大学学报(自然科学版)．2001(1)：76-79
32 初仁辛，孙圣和．非均匀采样信号理论及其发展．电子科技导报．1997(7)：2-4
33 J.R. Higgins. A sampling theorem for irregularly spaced sample points.IEEE Trans. on Information Theory, pp621-622, Sep. 1976
34 屠亚兰．非均匀采样重构技术及其在PD雷达HPRF信号处理中的应用．现代雷达．1997(4)：84-87
35 Farokh Marvasti and Tsung Jen Lee. Analysis and recovery of sample-and-hold and linearly interpolated signals with irregular samples.
IEEE Trans. on signal processing, vol. 40, No. 8. Aug 1992.
36 孙圣和，初仁辛．一类非均匀采样信号的谱分析．系统工程与电子技术．1998(5)：14-17
37 黄勇，肖先赐，林云松．二阶非均匀带通采样信号的快速恢复．电子科学学刊．1999(7)：455-460
38 Coulson A J. A generalization of nonuniform bandpass sampling. IEEE Trans. On SP, 1995, SP-43(3): 694-794
39 沈兰荪．高速数据采集系统的原理与应用．第1版．北京．人民邮电出版社，1996
40 兰军，宋千，周智敏．多通道并列数据采集系统非均匀采样校正．数据采集与处理．2000(9)：340-344
41 Edwin Van Der Ouderaa and Jean Rennedboog. Some formulas and application of nonuniform sampling of bandwidth-Limited signals. IEEE Trans. Instrum.Meas, Vol. 37, No. 3. pp353-357, Sep, 1988
2 颜彪，周平，许宗泽．软件无线电的关键技术．电力系统通信．2001(6)：29-33
3 韩钢，张睿，李建东．软件接收机的一种实用结构．西安电子科技大学学报(自然科学版)．2001(4)：538-541
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14 孙敏琪，张长隆，潘立公．基于软件无线电思想的雷达信号采集系统设计．微处理机．2000(11)：52-55
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33 J.R. Higgins. A sampling theorem for irregularly spaced sample points.IEEE Trans. on Information Theory, pp621-622, Sep. 1976
34 屠亚兰．非均匀采样重构技术及其在PD雷达HPRF信号处理中的应用．现代雷达．1997(4)：84-87
35 Farokh Marvasti and Tsung Jen Lee. Analysis and recovery of sample-and-hold and linearly interpolated signals with irregular samples.
IEEE Trans. on signal processing, vol. 40, No. 8. Aug 1992.
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40 兰军，宋千，周智敏．多通道并列数据采集系统非均匀采样校正．数据采集与处理．2000(9)：340-344
41 Edwin Van Der Ouderaa and Jean Rennedboog. Some formulas and application of nonuniform sampling of bandwidth-Limited signals. IEEE Trans. Instrum.Meas, Vol. 37, No. 3. pp353-357, Sep, 1988