基于DSP的软件无线电接收机数字下变频技术的研究与实现
摘要
当代无线通信的系统很多，但由于不同通信系统的工作频段，调制方式、波形结构、通信协议等原理、结构上存在差异而极大限制了不同系统之间的互通，这些系统间的互不兼容给通信带来极大不便。软件无线电(Software Radio)技术，突破了传统的无线电台以功能单一、可扩展性差的硬件为核心的设计局限性，强调以开放性的最简硬件为通用平台，尽可能的用可升级、可重配置的应用软件来实现各种无线电功能的设计新思路，极大的增强了各个不同系统间的互通性和兼容性。
在软件无线电接收机中，数字下变频器DDC是一个非常关键的组成部分，在这部分中运用DSP技术可方便的对接收频段、调制解调方式、滤波器特性等进行编程控制，极大的提高了通信设备的性能和灵活性。
本文在软件无线电基本理论的基础上，研究实现软件接收机中的数字下变频器(Digital-Down Converter DDC)的硬件和软件设计。其内容主要有：
1 分析软件无线电接收机的基本原理。
2 研究基于DSP技术的软件数字下变频器的实现方案。
3 根据需要，选择合适的芯片，并根据时序特性设计相应的硬件电路。
4 编写相应的软件数字下变频的程序。
软件无线电作为未来通信乃至未来无线电技术的发展方向，世界各国都在进行深入研究，并且其技术也在不断的完善之中，本次的研究结果(包括对软件接收机下变频的硬件设计和算法分析)对于以DSP为基础的软件无线电数字下变频技术具有一定的指导意义。
Now there are many kinds of wireless communication systems. But because of the different frequency band, modulation mode and communication agreement etc in different systems. It is hard to communicate between these different systems. But Software Radio technology use the most simpleness hardware, make the most of software which can be upgrade and recllocated, this bring great conveniences to the wireless communication between different systems. Along with the rapid growth of Software Radio technology, DSP has been used widely in this area. In this paper, The Research and Realization of Software radio digital down converter based on DSP are studied and implemented.
Based on the characteristic of software radio receive system, the paper chooses proper plan and arithmetic, completed the hardware and software design and realized Soft-defined radio digital down converter. In the paper, the followings are the mainly content:
1 analyse the basic principle of software radio receive system.
2 the realization precept of Soft-defined radio digital down converter base on DSP.
3 select the proper chips and design the circuitry based on the timing characteristic.
4 design the Soft-defined radio digital down converter program.
Software Radio is becoming the develop direction of wireless communication technology of the future. And it is being consummated continuously. The significance of the paper is that it adopts the advanced digital technology to realize digital down converter in DSP. The key technology of the paper(including the design of the Soft-defined radio digital down converter and the analysis of the arithmetic etc)is relatively new and worth a deep research.
在软件无线电接收机中，数字下变频器DDC是一个非常关键的组成部分，在这部分中运用DSP技术可方便的对接收频段、调制解调方式、滤波器特性等进行编程控制，极大的提高了通信设备的性能和灵活性。
本文在软件无线电基本理论的基础上，研究实现软件接收机中的数字下变频器(Digital-Down Converter DDC)的硬件和软件设计。其内容主要有：
1 分析软件无线电接收机的基本原理。
2 研究基于DSP技术的软件数字下变频器的实现方案。
3 根据需要，选择合适的芯片，并根据时序特性设计相应的硬件电路。
4 编写相应的软件数字下变频的程序。
软件无线电作为未来通信乃至未来无线电技术的发展方向，世界各国都在进行深入研究，并且其技术也在不断的完善之中，本次的研究结果(包括对软件接收机下变频的硬件设计和算法分析)对于以DSP为基础的软件无线电数字下变频技术具有一定的指导意义。
Now there are many kinds of wireless communication systems. But because of the different frequency band, modulation mode and communication agreement etc in different systems. It is hard to communicate between these different systems. But Software Radio technology use the most simpleness hardware, make the most of software which can be upgrade and recllocated, this bring great conveniences to the wireless communication between different systems. Along with the rapid growth of Software Radio technology, DSP has been used widely in this area. In this paper, The Research and Realization of Software radio digital down converter based on DSP are studied and implemented.
Based on the characteristic of software radio receive system, the paper chooses proper plan and arithmetic, completed the hardware and software design and realized Soft-defined radio digital down converter. In the paper, the followings are the mainly content:
1 analyse the basic principle of software radio receive system.
2 the realization precept of Soft-defined radio digital down converter base on DSP.
3 select the proper chips and design the circuitry based on the timing characteristic.
4 design the Soft-defined radio digital down converter program.
Software Radio is becoming the develop direction of wireless communication technology of the future. And it is being consummated continuously. The significance of the paper is that it adopts the advanced digital technology to realize digital down converter in DSP. The key technology of the paper(including the design of the Soft-defined radio digital down converter and the analysis of the arithmetic etc)is relatively new and worth a deep research.
引文
[1]杨小牛、楼才义、徐建良，软件无线电原理与应用，2001年1月，电子工业出版社
[2]樊昌信等，通信原理(第四版)，第4版，1995年10月，国防工业出版社
[3]曹志刚、钱亚生编著，现代通信原理，1992，清华大学出版社
[4]程佩青编著，数字信号处理教程，第2版，1995年8月，清华大学出版社
[5]应启珩，冯一云，窦维蓓，离散时间信号分析和处理，清华大学出版社，2001．9，第1版
[6]钮心忻、杨义先，软件无线电技术与应用，2000年9月，北京邮电出版社
[7]宗孔德，多抽样率信号处理，1996年，清华大学出版社
[8]苏涛、蔺丽华、卢光跃、张林让编著，DSP实用技术，2002．6，西安电子科技大学出版社
[9]戴明桢、周建江编，TMS320C54x DSP结构、原理及应用，2001．11，北京航空航天大学出版社
[10]TMS320C5402 fixed-point digital signal processor DataSheet 2000. Texas Istruments
[11]IDTT1V416S, IDT71V416L, 3.3V CMOS Static RAM, 2002.Integrated Device Technology
[12]THS1031 2.7 V TO 5.5 V 10-BIT 30 MSPS CMOS ANALOG-TO-DIGITAL Converter 2000. Texas Instruments Incorporated
[13]THS5661A 12-BIT 125 MSPS CommsDAC DIGITAL-TO-ANALOG Converter 1999. Texas Instruments Incorporated
[14]SN74ALVC7804 512 × 18 FIRST-IN FIRST-OUT MEMORY 1995. Texas Instruments Incorporated
[15]Am29LVS00T/Am29LVS00B CMOS 3.0 Volt-only, Sectored Flash Memory 1997. Advanced Micro Devices
[16]TMS320C54x DSP Reference Set, Volume 1: CPU and Peripherals. 1999. Texas
Istruments
[17]TMS320C54x DSP Reference Set, Volume 4: Applications Guide.1996. Texas Istruments
[18]TMS320C54x Optimizing C Compiler User' s Guide 1997 Texas Istruments
[19]TMS320C54x C Source Debugger User' s Guide 1997 Texas Istruments
[20]TMS320C54x Simulator Getting Started. 1999. Texas Istruments
[21]李东生，雍爱霞，左洪浩等编著，SystemView系统设计及仿真入门与应用，2002．3，电子工业出版社
[22]许永和编著，健莲科技改编，USB外围设备设计与应用，2002年，中国电力出版社
[23]王念旭等著，DSP基础与应用系统设计，2002年，北京航空航天大学出版社
[24]白同云、吕晓德编著， 电磁兼容设计，2001年3月，北京邮电大学出版社
[25]High-Speed Board Design Techniques 1997．vantiS an AMD Company
[26]成建晖，于慧敏、叶红、陈强，用TMS320C6201实现的软件数字下变频器，信号处理，Vol．17
[27]黄倩、陈惠民，DSP技术在软件无线电接收机中的应用，上海大学学报(自然科学版)，1999，Vol．5，No．5，433-436
[28]李玉柏、彭启琮，软件数字下变频的实现和算法分析，通信学报，2000年第十期，Vol．21，No．10，44-49
[29]刘彤，用DSP实现FIR数字滤波器，无线通信技术，2000年第二期，53-56
[30]王玉坤、赵丽屏、李永贵、陈斌，数字下变频器的原理、结构与制作，无线电工程，2000年第30卷第4期， 25-26，47
[2]樊昌信等，通信原理(第四版)，第4版，1995年10月，国防工业出版社
[3]曹志刚、钱亚生编著，现代通信原理，1992，清华大学出版社
[4]程佩青编著，数字信号处理教程，第2版，1995年8月，清华大学出版社
[5]应启珩，冯一云，窦维蓓，离散时间信号分析和处理，清华大学出版社，2001．9，第1版
[6]钮心忻、杨义先，软件无线电技术与应用，2000年9月，北京邮电出版社
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[8]苏涛、蔺丽华、卢光跃、张林让编著，DSP实用技术，2002．6，西安电子科技大学出版社
[9]戴明桢、周建江编，TMS320C54x DSP结构、原理及应用，2001．11，北京航空航天大学出版社
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[15]Am29LVS00T/Am29LVS00B CMOS 3.0 Volt-only, Sectored Flash Memory 1997. Advanced Micro Devices
[16]TMS320C54x DSP Reference Set, Volume 1: CPU and Peripherals. 1999. Texas
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[18]TMS320C54x Optimizing C Compiler User' s Guide 1997 Texas Istruments
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[20]TMS320C54x Simulator Getting Started. 1999. Texas Istruments
[21]李东生，雍爱霞，左洪浩等编著，SystemView系统设计及仿真入门与应用，2002．3，电子工业出版社
[22]许永和编著，健莲科技改编，USB外围设备设计与应用，2002年，中国电力出版社
[23]王念旭等著，DSP基础与应用系统设计，2002年，北京航空航天大学出版社
[24]白同云、吕晓德编著， 电磁兼容设计，2001年3月，北京邮电大学出版社
[25]High-Speed Board Design Techniques 1997．vantiS an AMD Company
[26]成建晖，于慧敏、叶红、陈强，用TMS320C6201实现的软件数字下变频器，信号处理，Vol．17
[27]黄倩、陈惠民，DSP技术在软件无线电接收机中的应用，上海大学学报(自然科学版)，1999，Vol．5，No．5，433-436
[28]李玉柏、彭启琮，软件数字下变频的实现和算法分析，通信学报，2000年第十期，Vol．21，No．10，44-49
[29]刘彤，用DSP实现FIR数字滤波器，无线通信技术，2000年第二期，53-56
[30]王玉坤、赵丽屏、李永贵、陈斌，数字下变频器的原理、结构与制作，无线电工程，2000年第30卷第4期， 25-26，47