哈尔滨工程大学硕士学位论文基于软件无线电的通信系统研究姓名：吕威申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：李一兵20031201摘要ｆ软件无线电是特指用软件来定义和实现各种功能的多功能智能化无线电通信设备。

它的设计主导思想是：将宽带Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换器尽可能地靠近天线，在基本硬件平台基础上，尽可能地采用软件实现无线通信功能。

这样，无线通信系统具有很好的通用性和灵活性，使系统互联和升级非常方便。

软件无线电被认为是信领域的第三次突通信到数字通信、固定通信到移动通信之后无线通文介绍了软件无线电提出的背景和定义，对软件无线电的丌放式总线结构、宽带／多频段天线技术、宽带模数转换技术、数字下变频技术和高速信号处理技术等关键技术进行了讨论。

本文研究了软件无线电的基本结构，并对软件无线电的三种结构射频低通采样数字化结构、射频带通采样数字化结构和宽带中频带通采样数字化结构进行了全方位的分析。

软件无线电是一种以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线通信体系结构。

其基础理论主要包括信号采样理论、多速率信号处理理论、高效数字滤波器以及数字信号证交变换理论等，本文对这些基础理论也进行了研究。

本文从信号空间映射的角度对通信信号的调制解调进行了研究，从信号空间的角度可以将调制解调过程理解为：（１）将已调信号表示为Ｎ维正交基函数的展开式，其展开系数对应于正交基函数形成的Ｎ维信号空间中的点，根据调制方式确定调制信号到Ｎ维信号空间的映射，就完成了调制过程；（２）在没有噪声的情况下，解调是一种一对一的逆映射，但在有噪声和衰落失真的情况下，逆映射不能完成解调，必须引入空间距离的概念，根据调制映射关系，建立起多对一的最优信号检测理论；（３）对于模拟解调和波形估计问题，可以基于信号空间的正交投影概念建立最佳滤波和最优估计理论。

本文对基于软件无线电的模拟、数字通信信号调制解调通用结构进行了研究，在此结构上推导出了ＡＭ、ＦＭ、ＤＳＢ、ＳＳＢ、２ＡＳＫ、２ＦＳＫ、２ＰＳＫ、ＭＡＳＫ、ＭＦＳＫ、ＭＰＳＫ和ＭＱＡＭ等常用体制的调制解调算法，并使用ＭＡＴＬＡＢ对这些算法进行了仿真，从而证明了算法的正确性和可行性。

本文还使用ＭＡＴＬＡＢ编制了基于软件无线电结构的通信信号调制解调通用平台软件，从而验证了软件无线电调制解调通用结构的正确性，并实现了对各种调制解调模式的兼容。

同时作者还提出了软件无线电通用平台的硬件结构设计思路，为对软件无线电理论的进一步研究奠定了基础。

关键词：软件无线电；信号处理技术：调制；解调ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏｉｓｔｈｅｍｕｌｔｉ—ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｚａｔｉｏｎｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｅｔｏｆｖａｒｉＯＵＳｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｔｈａｔｉｓｄｅｆｉｎｉｔｅｄａｎｄｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｉｔｓｎｕｃｌｅｕｓｉｓ：ｎｌａｋｅｓＡ／ＤａｎｄＤ／Ａｃｏｍｍｕｔａｔｏｒｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅａｎｔｅｎｎａｆａｒａｓｐｏｓｓｉｂｌｅ，ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｂｙｓｏｆｔｗａｒｅａｓａｓｆａｒａｓｐｏｓｓｉｂｌｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｃｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍ．ＴｈｅｈａｒｄｗａｒｅｉｓｒｅｇａｒｄｅｄｔｈｅｂａｓｉｃｐｌａｔｆｏｒｍｔｈａｔＣａｎｒｅａｌｉｚｅｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏ，ａｎｄｉｔｓｆｉｍｃｔｉｏｎｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｓｏｆｔｗａｒｅａｓｆａｒａｓｐｏｓｓｉｂｌｅ．Ｓｏ，ｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｈａｓａｖｅｒｙｇｏｏｄｃｏｍｍｏｎａｌｉｔｙａｎｄｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｎｄｕｐｄａｔｅｂｅｃｏｍｅｓｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｖｅｒｙｍｕｃｈ．Ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏｉｓｔｈｏｕｇｈｔｔｏｂｅｔｈｅｔｈｉｒｄｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔｈｅａｎａｌｏｇｕｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｏｄｉｇｉｔａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｆｉｘｅｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｏｍｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｗｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄａｎｄｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏ，ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏｓｕｃｈａｓｏｐｅｎｂｕｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｏｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏ．ｗｉｄｅｂａｎｄ／ｍａｌｔｉ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒａｎｇｅｓａｎｔｅｎｎａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｉｄｅｂａｎｄＡ／Ｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＤＤＣｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｈｉｇｈｓｐｅｅｄＤＳＰｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＳＯｏｎ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｓｔｕｄｙｔｈｅｂａｓｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏ，ａｎｄｅｎｔｉｒｅｌｙａｎａｌｙｚｅｔｈｅｔｈｒｅｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏｗｈｉｃｈａｒｅＲＦｌｏｗ—ｂａｎｄｄｉｒｅｃｔｓａｍｐｌｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ＲＦｐａｓｓ—ｂａｎｄｓａｍｐｌｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｗｉｄｅ—ｂａｎｄＩＦｐａｓｓ—ｂａｎｄｓａｍｐｌｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏｉｓａｎｅｗｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄｅｍｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ，ｔａｋｅｓｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｓｔｈｅｎｕｃｌｅｕｓ，ａｎｄｔａｋｅｓｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｓｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔ．Ｉｔｓｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｙｃｈｉｅｆｌｙｉｎｃｌｕｄｅｓｓｉｇｎａｌｓａｍｐｌｉｎｇｔｈｅｏｒｙ，ｍｕｌｔｉ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｈｅｏｒｙ，ｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｄｉｇｉｔａｌｆｉｌｔｅｒａｓｗｅｌｌａｓｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｈｅｏｒｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅａｌｓｏｓｔｕｄｙｔｈｅｓｅｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｉｅｓｄｅｅｐｌｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｈａｖｅａｄｅｅｐｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｗｉｍｔｈｅａｎｇｌｅｏｆｓｉｇｎａｌｓｐａｃｅ．ａｎｄｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎＣａｎｂｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｄ：哈尔滨ｊ二程大学硕士学位论文（Ｌ）ＴｈｅｍｏｄｕｌａｔｅｄｓｉｇｎａｌｃａｒｌｂｅｅｘｐｒｅｓｓｅｄｂｙＮ’Ｓｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｂａｓｅｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｎｄｉｔｓｅｘｐａｎｄｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｒｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｏｉｎｔｓｉｎｔｈｅｓｉｇｎａｌｓｐａｃｅｆｏｒｍｅｄｂｙｏｒｔｈｏｇｎｎａｌｂａｓｅｆｕｎｃｔｉｏｎ．ＡｆｔｅｒｔｈｅｍａｐｐｉｎｇｔｈａｔｆｒｏｍｔｈｅｄｅｆｉｎｉｎｇｍｏｄｕｌａｔｅｄｓｉｇｎａｌｔｏＮ’Ｓｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｉｇｎａｌｓｐａｃｅ．ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｅｆｉｎｉｎｇｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅ，ｗｅｃａｎａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．（２）Ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓｏｆｎｏｎｏｉｓｅ．ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｉｓａｐｏｉｎｔｔｏｐｏｉｎｔｒｅｍａｐｐｉｎｇ，ｂｕｔｕｎｄｅｒｔｈｅｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓｏｆｎｏｉｓｅａｎｄｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ，ｒｅｍａｐｐｉｎｇＣａｎｎｏｔａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｔｈｅｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ｕｎｌｅｓｓｗｅｃａｎｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈａｍｕｌｔｉ—ｐｏｉｎｔｔｏｏｎｅｐｏｉｎｔｏｐｔｉｍａｌｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｍａｐｐｉｎｇ．（３）Ｆｏｒａｎａｌｏｇｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｗａｖｅｆｏｒｍｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ．ｗｅｃａｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｆｉｌｔｅｒａｎｄｏｐｔｉｍａｌｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｉｅｓｂａｓｅｄ０１３．ｔｈｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｇｏｅｓｄｅｅｐｉｎｔｏｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｐｌａｔｆｏｒｍｏｆｔｈｅａｎａｌｏｇａｎｄｄｉｇｉｔａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏ，ａｎｄｏｎｔｈｉｓｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｗｅｃａｎｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｒｉｔｈｍｅｔｉｃｏｆｔｈｅｍｏｄｅｉｎｃｏｍｍｏｎｕｓｅＳＵｃｈａｓＡＭ，ＦＭ，ＤＳＢ，ＳＳＢ，２ＡＳＫ，２ＦＳＫ，２ＰＳＫ，ＭＡＳＫ，ＭＦＳＫ，ＭＰＳＫ，ＭＱＡＭａｎｄＳＯｏｎ．ＷｅａｌｓｏｃａｒｒｙｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｔｈｅａｒｉｔｈｍｅｔｉｃｂｙＭＡＴＬＡＢ．ＳＯｔｈａｔｗｅｃａｎｐｒｏｖｅｉｔｓｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｐａｐｅｒａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｓｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｐｌａｔｆｏｒｍｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏ，ＳＯｔｈａｔｗｅｖａｌｉｄａｔｅｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｏｆｍｕｌｔｉ－ｍｏｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，Ｗｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅａｈａｒｄｗａｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏｇｅｎｅｒａｌｐｌａｔｆｏｒｍ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｅｅｐｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｏｆｔｗａｒｅＲａｄｉｏ，ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。