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软件无线电发射机的实现与仿真-机电毕业论文(11)

2013-08-23 01:05 想低通滤波器的频率响应确定所需要的滤波器类型和阶数N ;  (2)求出对应的冲击响应h(n) ; (3 )由下式确定多相滤波器：

     m=0,1,2,…,I-1                      (5-14)

若根据频率响应求得的滤波器阶数N不是I的整数倍，则需要进行反向设计，即设定滤波器的阶数N为I的整数倍后再重新计算各阶系数。利用Matlab中的REMEZORD函数可以方便求出采用最佳逼近最大最小准则算法所需的原型滤波器阶数N。

(2) DFT可以由快速算法FFT来完成。

第六章 软件无线电发射机系统仿真

本章将构建一个基于多相滤波器的实信号信道化发射机仿真系统并用Matlab软件进行仿真，以验证其可行性。

6.1基于多相滤波器的信道化发射机系统仿真

在基于多相滤波器的实信号信道化发射机仿真设计中，信道数、内插倍数和信道频率的划分是密切相关的，因此，仿真设计时进行了综合考虑，且用快速傅立叶变换对信号进行处理，不断提高系统工作效率。仿真采用Matlab软件的M文件来实现。

6.1.1仿真系统结构示意图

基于多相滤波器的8信道信道化发射机仿真结构如图6.1所示。基本参数如下:信道数:8

   调制模式:AM

 SHAPE  \* MERGEFORMAT

              图6.1  多信道信道化发射机仿真结构

图中，I=8为输入信号对应的信道号，Y(n)为输出信号。

6.1.2仿真系统参数说明

(1)信道数

信道化发射机主要用在对某一带宽内的所有信道进行发射的场合，所以其信道数应很大，但考虑到的实际运算能力，信道数不能设置过大，而且在系统仿真中信道数量的增加只会增加计算负担，对于验证系统可行性没有多大贡献。由于信道化滤波器的最先一步运算为FFT2变换，所以信道数最好为2的整数次幂，这样可以提高工作效率。基于以上考虑，信道数设置为8。

(2)调制波形

    语音信号虽具有形象直观的优点，但它的频谱和时域波形都比较杂乱，不能清晰地反映数字信道的问题所在，所以本节不选择语音信号。AM调制对于信道衰减敏感，本节选择一些常见波形作为调制波形，可以很容易判断发射机的性能。

6.2实验结果与分析

整个仿真程序（Matlab程序）如下。

a=[1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0];f=[1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0];

I=8;n1=200;Fs=25.0;fs=Fs*2*I;kf=12.5;

for k=1:I

  for r=1:(n1+I)

     m(k,r)=a(k)*(1.0+0.5*cos(2*pi*f(k)/Fs*(r-1)));

  end

end

[n0,f0,m0,w]=remezord([8,12.5],[1 0],[0.001 0.001],fs);

b=remez(287,f0,m0,w);

figure(1)

polt(20*lof10(abs(fft(b))));

grid;

for r=1:36

  for k=1:I

    h(k,r)=b((r-1)*I+k);

  end

end

for r=1:(n1+I)

  for k=1:I

     mk(k)=m(k,r);

  end

     mfft=fft(mk);

     for k=1:I

x0(k,r)=mfft(k)*exp(j*pi/(2*I)*(k-1));

  end

end

for r=1:(n1+I)

  for k=1:I

     x00(k,(2*r-1))=x0(k,r);

     x00(k,2*r)=0;

  end

end

for k=1:I

  for r=1:(n1+I)

     x00k(r)=x00(k,r);

  end

  for r=1:36

  hk(r)=h(k,r);

  end

  y0=conv(x00k,hk);

  for r=1:n1

     y0(r)=y0(r)*exp(j*pi/2*(r-1));

  end

  for r=1:n1

     y(k,r)=y0(r+36);%*(-1)^(k-1)*exp(j*pi/I*(k-1));

  end

end

for k=1:I

for n=1:n1*I

  if mod((n-1),I)==0

    y00(k,n)=y(k,(n-1)/I+1);

  else y00(k,n)=0.0;

  end

end

end

for n=I:(n1*I-I)

   yout(n-I+1)=y00(1,n)+y00(2,n-1)+y00(3,n-2)+y00(4,n-3)+y00(5,n-4)+y00(6,n-5)+y00(7,n-6)+y00(8,n-7);

end

point=512;

yy(1:point)=yout(101:(100+point));

for n=1:point

   yy(n)=(y(n)+0.001*randn)*(0.42323-0.49775*cos(2*pi*(n-1)/point)+0.07922*cos(4*pi*(n-1)/point));

   l(n)=fs/point*(n-1);

end

yy1=real(yy);

pp1=abs(fft(yy1));

ppm1=max(pp1);

figure(3)

plot(l(1:256),20*log10(pp1(1:256)/ppm1));

grid on;

pp=abs(fft(yy));

ppm=max(pp);

figure(2)

plot(1,20*log10(pp/ppm));

I=8， =25kHz 时的8个调幅（AM）信号的信道化发射机仿真结果见图6.2

图6.2  8路信道化软件无线电发射机仿真结果

由实验结果验证了本文给出的模型的可行性和正确性。

本章讨论了系统仿真的总体设计构想，主要完成了利用Matlab完成8信道信道化发射机系统仿真，系统仿真已达到预期目标。

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软件无线电成为21世纪无线领域一个重要发展方向.软件无线电是以开放体系结构为基础，在硬件的平台上应用软件工程技术来实现具有最大灵活性和适应性的各种无线通信方式和功能的系统。软件无线电己成为当前新一代无线通信的关键技术之一。本文在深入研究了采样率变换技术的基础上，建立了基于多相滤波结构的信道化发射机模型。

虽然我在设计中遇到了许多问题，但是还是在老师的下顺利完成了设计。完成了以下主要工作：首先，深入讨论了软件无线电中的采样定理、多速率变换技术和信号处理算法，接着给出信道划分方法和真实信道中心频率的计算公式，推导和建立了基于多相滤波器的实信号信道化发射机的数学模型，最后仿真验证了基于多相滤波器的实信号信道化发射机的可行性和正确性。

通过本文的研