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随着通信技术的发展,为了适应各种通信体制的平滑过渡、实现系统的互通性与灵活性,软件无线电技术应运而生,并用于新一代的通信系统协议中。软件无线电技术构建开放式、标准化、模块化的通用硬件平台,用软件的方法实现各种特定功能,使得射频天线感应之后的模拟信号尽可能直接数字化,转变为适合后续处理要求的信号,使宽带ADC和DAC尽可能地接近射频天线端。
相对于现有的两种双工方式即时分双工(TDD)和频分双工(FDD),码分双工(CDD)系统具有更高的频谱效率,可以实现上下行信道的同频复用。而对于CDD系统来说,有效的干扰抑制是其中的关键之所在。根据码分双工系统的原理和功能需要,其接收前端的设计要求具有高选择性、高线性的特点,即接收机具有尽可能大的动态范围,因而不宜采用通用的芯片,需要有针对性地设计。而基于软件无线电技术的接收机射频前端能够接收多个波段,甚至可以实现全波段的覆盖,具有工作频率动态范围大、带宽覆盖范围广的特点,可以有效满足CDD系统的功能需求。
根据实际工程的需要,本文基于软件无线电技术,设计和实现了码分双工无线通信系统接收机的射频前端电路。本文完成的主要工作如下:
首先,简要阐述了软件无线电技术的概念、核心思想和发展现状,介绍了无线通信系统的一种高效双工工作方式——码分双工(CDD),随后交代了课题的相关背景;
1.结合软件无线电的基本原理,介绍了软件无线电接收机下变频模拟前端部分的相关理论基础,分析了CDD工作方式的基本原理、现存问题及相应的解决方案,并对系统干扰抵消性能进行了相关的仿真与对比分析;提出了系统接收机电路的系统结构,并对射频前端的体系结构以及影响系统性能的关键参数进行了详细分析;
2.结合功能实现的需求,选择合适的器件,设计和实现了整个接收系统的射频前端,绘制了接收机射频前端部分的原理图和PCB板图,并制板调试,最后对硬件电路设计实现中出现的问题进行了较为详尽的分析;
3.在了解整个接收机电路的设计实现以及调测试工作的基础上,重点对本系统的射频前端进行实测,验证其各项参数指标符合功能需求。