● 摘要
传统的无线电接收机对硬件依赖性强，各种通信体制之间不能互通，而目对信号的适应能力差。软件无线电技术的出现带来了传统无线电接收机的革新。软件无线电的基本思想是构造一个通用的硬件平台，将宽带ADC尽量靠近天线，用软件来实现尽可能多的无线电功能。鉴于目前器件水平的限制，很难实现射频数字化，因此采用宽带中频数字化是目前实现软件无线电一种较为可行的方案。同时由于这类系统的开放性和全面可编程性而日益受到人们的重视。目前它已经成为军事通信和个人移动通信等多个领域的研究热点之一。软件无线电要实现功能软件化就首先必须实现数字化，这就必然要求我们的ADC尽量靠近天线，也就是要求我们在中频甚至在射频对信号进行数字化。我们需要将这些数据信号搬移至基带进行处理，同时由于通用DSP芯片的速度限制，我们无法直接对高速ADC芯片采样得到的数据流进行实时信号处理，所以数字下变频便成为了软件无线电中的关键技术之一。该技术不仅有助于提高通信的有效性与可靠性，同时还对实现真正的软件无线电有重要的意义。本文首先对中频信号处理器所涉及的信号采样理论、数字混频正交变换、多速率信号处理、数字滤波、FSK调制解调原理等基本理论进行了研究分析。在此基础上，通过详细的MATLAB仿真验证了系统方案设计的正确性，由此构建了一种基于高速采样器件AD6640、可编程数字下变频器AD6620、SDLC通信协议控制器BC1028以及FPGA的中频信号处理系统平台，并详细介绍了它的硬件电路设计和系统调试。该系统平台已在国内某型号中得到了实际应用，完成了中频2FSK信号的解调以及与上位机之间的交互通信，实验结果验证了该系统设计的正确性。本文研制的中频信号处理器具有较强的通用性和灵活性，不仅能够很好的实现FSK信号的解调，还能够适用于AM、FM、ASK、PSK等信号的解调，体现了软件无线电的基本思想，为软件无线电技术的进一步研究提供了一个理想的实验平台。