基于軟件無線電的FM解調(diào)算法

摘要：軟件無線電的基本思想是將寬帶A／D及D／A盡可能靠近天線，將無線電臺的各種功能在一個(gè)開放性、模塊化的通用硬件平臺上盡可能多的用軟件來實(shí)現(xiàn)。軟件無線電已成為移動通信中的關(guān)鍵技術(shù)之一。文中基于軟件無線電采用軟件實(shí)現(xiàn)通用硬件調(diào)制的目的，通過基帶信號處理算法，結(jié)合軟件無線電接收機(jī)中的相關(guān)理論對其中的調(diào)制方式識別和解調(diào)算法進(jìn)行了仿真，說明了各個(gè)解調(diào)模塊的功能，而且也驗(yàn)證了系統(tǒng)的科學(xué)性和可實(shí)現(xiàn)性。
關(guān)鍵詞：軟件無線電；調(diào)制解調(diào)模型；算法；載波同步；定時(shí)同步

無線通信系統(tǒng)有許多種的調(diào)制方式，這些調(diào)制方式由于其自身特點(diǎn)而也適用于各種不同場合。由于其通訊模式不兼容，所以滿足不了不同通訊模式之間的兼容要求。而且，因?yàn)椴煌l段的電臺也只能滿足某些特定的要求，無法滿足各種各樣的軍事需求。
軟件無線電這一新概念一經(jīng)提出，就得到了全世界移動通信領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。根據(jù)軟件無線電擁有的靈活型、開放型等特點(diǎn)，使其不僅在軍事民用移動通信中得了應(yīng)用，而且會在其他如電子戰(zhàn)、雷達(dá)、信息花家電等領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。

1 軟件無線電簡介
軟件無線電的基本原理是在一個(gè)通用劃、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件平臺上，用軟件編程來完成無線電臺的各種功能，不同于創(chuàng)痛的基于硬件、面向用途的電臺設(shè)計(jì)模式。要用軟件來實(shí)現(xiàn)功能實(shí)現(xiàn)就需要求減少功能單調(diào)、靈活型差的硬件電路不分。尤其是減少模擬處理部分，讓數(shù)字化處理器(A／D和D／A變換)盡可能靠近發(fā)射端。軟件無線電的核心是整體結(jié)構(gòu)的開放型和全面可編程型，即可以利用軟件的更新實(shí)現(xiàn)硬件的協(xié)調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)新的功能。一般采用總線結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫哂袠?biāo)準(zhǔn)的、高性能的開放式，方便對硬件模塊的升級和擴(kuò)展。
相應(yīng)的軟件無線電的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 研究發(fā)展現(xiàn)狀
目前，軟件無線電在軍事通信及移動通信領(lǐng)域研究非?；钴S。軟件無線電在3G通信系統(tǒng)中也有許多應(yīng)用實(shí)例。國內(nèi)軟件無線電方面的研究尚處于起步階段，目前只有幾家單位進(jìn)行這方面的研究，而且相互之間很少交流。要在這方面取得突破性的進(jìn)展尚需一段時(shí)間。

3 軟件無線電解調(diào)模型
從理論上來說，各種通信信號都可以用正交調(diào)制的方法加以實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。

根據(jù)圖2，可以寫出它的時(shí)域表達(dá)式：
調(diào)制信號S(t)為
S(t)=I(t)cos(ωct)+Q(t)cos(ωct) (1)
ωc=2πfc (2)
ωc為采樣頻率的角頻率。在對調(diào)制信號和載波頻率進(jìn)行數(shù)字化時(shí)，其采樣頻率可能不一樣。這里多相濾波器的主要作用就是用來提高數(shù)據(jù)源的采樣速率，使得調(diào)制信號的采樣速率和載波的采樣速率一致。
盡管調(diào)制樣式多種多樣，但實(shí)質(zhì)上調(diào)制不外乎用調(diào)制信號去控制載波的某一個(gè)(或幾個(gè))參數(shù)，使這個(gè)參數(shù)按照調(diào)制信號的規(guī)律而變化的過程。載波可以是正弦波或脈沖序列，以正弦型信號作為載波的調(diào)制叫做連續(xù)波調(diào)制。