软件无线电宽带信道化发射机理论研究

本文首先介绍软件无线电宽带信道化发射机涉及的相关理论。针对复信号输出和实信号输出的信道化发射机结构进行理论推导，并利用多相分解原理推导出不同信道划分排布的多相结构信道化发射机结构模型。针对信道化发射机中可能存在的功率峰均比（Peak to Average Power Ratio，PAPR）过大问题进行研究，可得峰均比受信道化数目影响。研究限幅法对峰均比进行抑制，限幅法能有效地降低峰均比，但同时也会带来频谱失真。

 

其次，针对多相结构信道化发射机系统中由于其中滤波器组过渡带问题带来的系统频谱利用率低，硬件实现复杂度高等问题，本文应用频率响应屏蔽技术（Frequency Response Masking，FRM）对其进行改善优化。为满足信道划分要求，本文推导了复指数调制FRM滤波器设计方法，然后推导了基于复指数调制FRM的实信号输出的信道化发射机结构，并给出了两种不同的结构模型。仿真验证了发射机结构的正确性，证明该方法能有效地降低计算量。并将推导的结构与其他信道化发射机结构进行对比分析，综合比较了各结构模型的计算量及系统延时等指标，分析得出本文推导的两种结构各有优缺点及各自适用场合。

 

最后，本文采用了现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）对发射机系统进行实现。通过直接数字式频率合成（Direct Digital Synthesy，DDS）设计了一种参数可配置的线性调频（Linear Frequency-Modulated，LFM）信号产生系统，并利用多相介解的方法实现了多路DDS宽带LFM信号产生系统。最后通过System Generator工具完成了多相结构信道化发射机与基于复指数调制FRM的信道化发射机结构的FPGA设计实现。并仔细分析对比了两种结构的资源消耗占比情况，从硬件实现角度证明实信号输出复指数调制FRM的信道化发射机结构能降低硬件乘法器资源消耗需求。