无线电通信信号处理系统研究开题报告

1. 研究目的与意义

自软件无线电技术概念诞生起，该技术就受到人们越来越多的重视。 无线电平台应用更加广泛，在通信系统中的地位也逐步提高，产品化的软件无线电平台越来越受到国内外厂商的重视。随着芯片工艺和性能的不断提高，无线电架构的核心器件性能也随之大幅提高，“软件化”趋势越来越明显，更加符合软件无线电的理念。无线电平台的核心部分包括数据采集发送和实时信号处理。其中，数据的收发主要由高速 AD， DA以及射频模块完成；而实时信号处理主要包括 DSP 和 FPGA。现在，高速的 AD， DA 芯片越来越靠近天线，能够提供更高的采样频率和输入带宽，转换位数也随之提高。已经有厂商能够实现 3.6GSPS 的 AD 采样率。实时信号处理， 主要包括 FPGA 和 DSP。传统的无线电平台主要由单片的 DSP或者 FPGA 来实现，能够处理简单的信号。随着数据的不断增大，处理能力也在不断提高， DSP 已不再是无线电平台的关键器件，越来越多的工作已经由 FPGA来代替， 2011 年 3 月， FPGA 主要生产商 XILINX 发布了全新的 7 系列芯片，该系列芯片在 6 系列基础上，资源更加丰富，性能更是 6 系列的两倍以上。软件无线电平台不但要求有很强的实时数字信号处理能力，还要求无线电平台能够提供快速的数据传输能力，无线电平台之间的互连要求主要体现在以下几个方面：(1) 板间传输多以差分信号为主，取代传统的单端信号传输；(2) 以低电压摆幅为主，如 LVDS 的电平标准；(3) 同步处理，收发同步，数据和时钟同步，源同步等；(4) 高速的串行总线。基于以上分析， 更多的无线电平台同时集成了多片 DSP， FPGA， PowerPC 等器件，协同的完成实时信号处理和传输。 性能增加，开发难度降低，通用性更强的软件无线电硬件平台也就应运而生。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

设计一套多频段软件无线电通信系统，该系统能实现不同频段的调制解调功能，结合外围射频电路，实现软件无线电的发射和接收功能。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

首先查阅相关论文设计出系统方案，然后通过仿真调试，对硬件电路和软件算法进行优化，再将研究的各个模块整合，实现完整的发射接收功能，最后对系统性能进行测试和改进。

主要步骤：

首先通过zynq实现内部产生正弦信号的调制，并将调制好的信号解调出原始信号。通过逻辑分析仪或仿真观察实现的调制与解调效果。然后通过音频模块采集语音信号，并调制到高频段，结合外部的射频电路发射出去。接收端通过高速的ad实现250m采样，将采集的高频段信号解调还原信号，然后通过音频模块播放出来。观察效果并进行优化。

4. 参考文献

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5. 计划与进度安排

（1）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。

（2）2022年3月2日-2022年3月20日，设定实验方案，采集实验数据。

（3）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。