宽带信道化发射机的软件无线电理论研究

简介：
本研究聚焦于宽带信道化发射机的软件无线电技术，探讨其在信号处理、系统架构及应用中的创新理论与方法。 本段落首先介绍了软件无线电宽带信道化发射机的相关理论，并对复信号输出与实信号输出的信道化发射机结构进行了理论推导。利用多相分解原理，我们进一步探讨了不同信道划分排布下的多相结构模型。此外，针对功率峰均比（Peak to Average Power Ratio, PAPR）过高的问题进行研究发现，增加信道数量可以有效减少PAPR值，并且提出了一种限幅法来抑制峰值平均功率比例的大小。然而这种方法在降低PAPR的同时也引入了频谱失真。 其次，本段落解决了多相结构下滤波器组过渡带宽导致系统频谱利用率低和硬件实现复杂度高的问题，应用频率响应屏蔽技术（Frequency Response Masking, FRM）进行了优化改进。为了满足信道划分的需求，我们推导出了一种复指数调制FRM的滤波器设计方法，并进一步探讨了基于该方法实信号输出下的信道化发射机结构模型。仿真结果验证了所提出的两种不同结构的有效性，在计算量和系统延时等指标上进行了对比分析并得出各自的优缺点及适用场景。 最后，本段落采用现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）实现了该发射机系统，并设计了一种参数可配置的线性调频信号产生系统。通过多相分解的方法实现多路宽带LFM信号生成器并使用System Generator工具完成了两种信道化发射机结构在FPGA上的具体实施，对比分析了这两种模型下的资源消耗情况，从硬件角度验证实信号输出复指数调制FRM的信道化发射机更有效地减少了乘法器的需求。