1、基于DSP的软件无线电系统设计与实现Design and Realization of the Software Radio System Basedon DSP目 录摘要.1引言.3第一章 绪论.41.1软件无线电的起源及发展概况.41.1.1软件无线电的起源.41.1.2软件无线电的基本概念.51.1.3我国软件无线电的发展概况.61.2软件无线电面临的技术问题.61.3软件无线电的特点.71.4本论文的目的与意义.71.5 本论文的主要工作安排.8第二章 软件无线电系统结构介绍与DSP芯片选择.92.1软件无线电系统结构介绍.92.2软件无线电中的DSP技术.102.3软件无线电结构介绍
2、与选择.102.4 DSP的发展.112.5软件无线电系统中DSP器件选择.122.5.1芯片的分类.122.5.2芯片的选择标准.132.5.3 DPS芯片TMS320DM642.142.5.4可行的DSP硬件、软件实现的选择.15第三章 系统硬件设计.193.1 系统总体方案概述.193.2 A/D 转换器.203.2.1 硬件设计.203.2.2转换流程.21第四章 系统软件的设计与实现.234.1 DSP系统的设计和实现.234.2 调制算法及其DSP实现.244.2.1信号调制通用模型.244.2.2 AM调制算法及其DSP实现.254.3解调算法及其DSP实现.264.3.1信号解
3、调通用模型.264.3.2 AM解调算法及其DSP实现.274.4 数字滤波器的选择与实现.284.4.1采样定理.284.4.2滤波器的实现.294.5 AM调制解调实现分析.29结 论.31致 谢.32参考文献 .33基于DSP的软件无线电系统设计与实现摘要 随着无线通信技术的高速发展，不同无线通信系统间的难以兼容就成了急需解决的问题，软件无线电技术 需 SD 着理 的S 方 发展，其数字 线 行， 需要的 理 通 高速数字信号 理中的软件实现 本论文实现了的发和 currency1系统基 DSP芯片，“成了分fi软件无线电技术的fl 软件无线电 基的，标准 ，模 ，通用 波的实现与软件，
4、其中”，调制信号，数 类型和通信 ，安的fi 方法，通 软件的 ， 通信的实现，A/D和D/A转换器 线可 ，用软件的方法以的模电 ，其的实现 软件无线电系统 DSP硬件 的 本文 了 基DSP的软件无线电系统的 结构特点， 了软件无线电系统中采用的总体结构 芯片结软件技术实现通信， 系统 计 标准的同 行 的样， 高的安 和 的 用 关键词 软件无线电 通信 DSP 调制解调 Design and Realization of the Software Radio System Based on DSPAbstract As high-speed development of the tec
5、hnology of wireless communicationvarious the wireless communication systems are not compatible with each other, and ithas already become a great difficulty, the software radio just meets this demand. An SDRcan move to an almost total SR, where the digitization is at (or very near to) the antennaand
6、all of the processing required for the radio is performed by software residing in high-speed digital signal processing elements.This paper realizes a simple send-and-receive system base upon the DSP chips,and completes the research of partial key software radio technology. The software radiois based
7、 on an open, standardized, modularized, general platform. And all kinds ofwaveforms are achievable with software, which include frequency range, modulationsignal, data type, security critical and communication protocol. This method, bydownloading the software to the platform, realizes all kinds of c
8、ommunication function,which can make the broadband A/D and D/A converters close to the antenna as far aspossible. Furthermore, using software method to replace previous analog circuit andrealize its function.A software radio system is built up on DSP platform. And the paper brings forward ageneral s
9、tructure of software radio system based on DSP. The software radio systemadopted circuit .Chips combining with software technology implements thecommunication function. The system also schemes a standard a synchronism serialinterface to connect diversified terminals and made it possess high security
10、 and broadapplicability.Key Words Software Radio Communication DSP Simulate.引言软件无线电 现通信理，数字信号 理技术 ，以 电 技术 无线电通信 构 模 ，标准 的硬件，以总线的方 构成通用的硬件 和软件 无线通信的实现通 的体系结构 软件无线电技术 用 通信 ，可以 通信 的 造成本，而且 缩短周期的 用程序 本论文 基软件无线电设计的分析，利用 TMS320DM642 DSP芯片和软件的结 ， A/D与D/A可 线，通 相 的硬件和软件组成的软件定义的无线电通信系统， 系统上实现 AM调制与解调，成了小型软件无线
11、电系统的设计与fl 第一章 绪论1.1软件无线电的起源及发展概况1.1.1软件无线电的起源通 20年的发展， 通信已成通信 最活跃，市场占 最高的行业， 国际市场也成最 竞争力的分 面对 样的通信系统共存，无的 标准的”资源缺乏的现状，已经难以 传统的基硬件的通信系统：由 不同的 新的标准的射”波”和调制的方 影响，限制的 设备 兼容 和互操作 ，造成浪费和重复投入 资金l 面对 问题国际上已经 行了 的fl 分专家认，“软件定义无线电” 解决球无线通信需 的软件方案， 未成无线电通信设备设计2的软件无线电通信技术 起源军事通信 随着时的发展，通信技术军事通信 ，分 机构之间用不同的通信系统，
12、 用程序的不同”段、波和调制，成他们的通信任务3 体系系统之间，每系统用的电 ，军队面临着”拥挤的状况 现 战争更强调国军事行 的分 机构之间的同作用， 通信系统的互操作 要 的矛盾日益突 了不同的设备之间实现可 和高效的通信和相互作，美军的官方军队 行了第次通用软件无线电的工作，其目标 fl制 容 的无线”、 currency1 信道调制方 的 强“可互操作 ”无线电 4 最初 1992年5月，美国电 系统的会 上，MIT E公司的JosephMitola第次明确 了软件无线电的基本概念，其 思 就 A/D与D/A可的 线，用软件实现更的无线电 样思 的指导和影响，美国 行了Speakeas
13、y期工程的fl ，“ 1994年8月成fl制 无线电样机 1995年5月，Mitola IEEE Communication Magazine的软件无线电专刊上回顾“且讨论了软件无线电不 发展的概念、结构，技术上可未 面临的 战以及软件无线电可的系 的经 效益， 期专刊发 之 ， 用的软件无线电的fl 起 用 ， 通信，相同的共存和 标准兼容 问题的存 ，和软件无线电技术解决 难 了明确的方 ， 速成 通信公司的fl 重点 1998年6月， 会与SD 论 So t a e De ine a io o um 主 了第 软件无线电国际fl讨会 通信 了 通信 发软件无线电 和 设备 明，软件无线电
14、的理念和发工，已经 通信 的发展 着 影响力的 1.1.2软件无线电的基本概念随着无线电技术和软件无线电 用的发展， 和软件无线电的概念不 的发展和 ， 目currency1 难 “而面的定义 Mitola次 软件无线电“ 用软件无线电”的概念，也就 fi的fl由软件成的信号 ，解，调制解调，”，解，强调无线电信号 理的工作由软件而不 特定的数字器件成5 1998年设 的SD 论 软件无线电的概念发展成软件定义无线电， 的硬件结构，用软件定义硬件系统的，而相同的硬件组件通 软件的定义成 不同的器件6 概念强调的硬件和软件的活 ，标准 的结 软件无线电软硬件模之间数 流 的 发，点 软件无线电的
15、概念中强调了总线 的方 ，认软件无线电 “ 模 、标准 的硬件以总线方 构成基本 ，“通 软件 实现 无线通信的 的体系结构” 软件无线电系统中的 用要 和工作的 ，” 点 软件无线电系统“可重系统”“无 系统”， 强调软件无线电系统 和 系统无 互通，“ 分利用硬件 的软件可重特 事实上，软件的fi 了解无线电的概念，硬件基的软件无线电 ， 模 和标准 的特点， 最高可以重新定义 的力 定的无线软件无线电系统 通 软件而不硬件电 实现的 软件无线电和软件制的数字无线电不同之 ， 软件无线电的最 目的就 要通信系统硬件系统结构的， 系统结构相对通用和 定的况，通 软件实现其 本文中，软件无线电
16、系统作新的系统概念，其基本设计理念 的，模 的，标准 的通用无线电硬件 ， 样的工作”段、数 结构、 模 、调制解调类型、通信 用软件成，“且A/D和D/A转换器可的 线，以fl 和设计 高活 、 的新无线电通信系统 SD 软件无线电的fi技术发展 的 ，制和 理， 理 的软件无线电的基结构 SD 的无线通信的 设备 需要备可重新 程和可以重构的力， 可以用 模 标准 ，”和 不 用可 程器件实现基数字信号 理分，对射”和中”模电 行 程和重 1.1.3我国软件无线电的发展概况我国 软件无线电系统的fl 入了“863”计 ，“ ”和“ ” fl目， 高 、 fl机构 已经投入了 的 力、力fl
17、 目，目已经 定的成 信通信技术 限公司已经利用软件无线电技术和 线技术fl制 了时分分 SCDMA 基及相 的通信系统 我国 的3 通信系统的方案TDSCDMA，也 软件无线电的 技术思 之，我国对软件无线电的fl 和 用已了新的 段 军事 用 ，由总 通信 fl fl制的“军用无线电 ”通 了相的技术 定和认 8 采用的软件无线电技术 国际上的 ，实现了不同”段、不同体制电 之间的相互 通， 的 了我国军事 同通信 的fl 通 年的发展，软件无线电 速 其重要 ，成 和球 高 通信的第 通信的基 技术 无线通信技术模数字，定 次 的第次 ，成无线通信技术 21 初的发展方 1.2软件无线电
18、面临的技术问题目，要实现理 需的软件无线电currency1发器面临的技术 难 射” 要 线 盖较的”段,例1MHz2Hz,要 ”系统的需要 ,因 射”段的数字 理,受条件的硬件 的影响和限制 不实现, 以 数字 理设 中”段 样,就需要 用中”A/D换技术 另 ,了 通信系统复杂的电磁环境,A/D器件不 要满足高速、的条件要 , 需要 的 态 第,就对基,信号的 理主要调制解调、均衡和脉冲整, 们要 用的DSP器件 足的 理和工作的力和 限的 消耗 尤其 考虑 要 低成本、低耗和减小尺寸 最 ，了实现现 的标准 规定的标准，根 软件无线电系统，通用的硬件 上运行 通 地 软件，以 任何无线电的未发展9 实现软件无线电 的技术要点 与 的特 相对 的,可以用图1.1明 图1.1 实现软件无线电 的技术要点1.3软件无线电的特点软件无线电的 以主要特点：1 强的活 ，软件无线电技术的 就 用软件实现其因可以添 软件模的方 增 新的 可以通 数字 与其他不同制、”的电 行通信，“可以作其他电 的射”中继 根 需的要，选用 的软件模 2 较强的 ，软件无线电 结构上采用了标准 、模 的方射”/高速/高分辨的A/ D/A转换器高 信号 理器件 DSP 软件活 模 /”/标准自 自 信号 理
