软件无线电关键技术的研究与实现.docx

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软件无线电关键技术的研究与实现

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华中科技大学硕士学位论文软件无线电关键技术的研究与实现姓名：

张璇申请学位级别：

硕士专业：

通信与信息系统指导教师：

王福昌2003.5.6

华中科技大学硕士学位论文＝＝＝＝；＝；＝＝＝＝ｊ自＝＝；＝；；；＝＝；＝＝＝＝＝＝；＝＝＃

摘

要

本课题的主要任务是以ＤＳＰ芯片为核心，完成软件无线电关键技术的研究，并实现

了一个简单的软件无线电系统。

／软件无线电旨在构造一个具有开放性、标准化和模块化的通用硬件平台，将工作频

段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成。

这种通过下载软件至硬件平台来实现各种通信功能的方法，可以使宽带Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换器尽可能地靠近

天线。

ｊ夕一７一

本课题具体研究了多路信号的带通采样定理，提出了最小采样频率的算法，分析了采样频率与信噪比的关系；研究了各种信号的正交调制解调算法，分析了载波不同步对解凋结果的影响，指出了其应用于软件无线电的优势；研究了数字上下变频技术，分析了其优越性，指出了实现过程中存在的困难：

给出了多通道发射机和多通道接收机的模

型：

提出了ＡＳＫ、ＦＳＫ、ＰＳＫ和ＱＡＭ等多种调制方式的识别算法，并给出了识别出错率和信噪比的关系；给出了用于软件无线电中的各种同步技术，如载波同步、位同步与帧同步。

这些算法都用软件～一得以实现与仿真。

！

在硬件方面，实现了一个以ＤＳＰ为核心芯片的小型软件无线电通信平台。

此平台分为发射机和接收机两部分，发射机由ＤＳＰ芯片和Ｄ／Ａ转换器组成，接收机由ＤＳＰ芯片和

Ａ／Ｄ转换器组成。

在此硬件平台上，可实现ＡＳＫ、ＦＳＫ、ＤＰＳＫ、ＱＰＳＫ和ＱＡＭ等信号的调制

与解调，同时完成各种同步技术，从而实现了一个小型的通信系统。

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关键词：

软件无线嘭ＤＳＰ芯片广怠堂乡正交调制解哆延互变夔：

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华中科技大学硕士学位论文

Ａ３ＳＴＲＡＣＴ

Ｔｈｅｍａｉｎｔａｓｋｏｆｔｈｉｓｐｒｏｊｅｃｔｉｓｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏ，ａｎｄ

ｔｏ

ｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｓｉｍｐｌｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｕｐｏｎｔｈｅＤＳＰｃｈｉｐｓ。

ｏｎａｎ

Ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏｉｓｂａｓｅｄ

ｏｐｅｎ，ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ，ｍｏｄｕｌａｒｉｚｅｄ，ｇｅｎｅｒａｌ

Ｐ［ａｔｆｏｒｍ．Ａｎｄａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｗａｖｅｆｏｒｍｓ

ａｒｅ

ａｃｈｉｅｖａｂｌｅｗｉｔｈｓｏｆｔｗａｒｅ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅ

Ｃｒｅｑｕｅｎｃｅｒａｎｇｅ，ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌ，ｄａｔａｔｙｐｅ，ｓｅｃｕｒｉｔｙｃｒｉｔｉｃａｌａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａ－ｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃ０１．Ｔｈｅｗｉｄｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ

ｍｏｖｅｔｏ

Ａｎａｌｏｇ—Ｄｉｇｉｔａｌ（Ａ／Ｄ）ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＤｉｇｉｔａｌ—Ａｎａｌｏｇ（Ｄ／Ａ）

ａｓ

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ｒｅｆａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅａｎｄｔｈｅＳｉｇｎａｌ—ｔｏ—Ｎｏｉｓｅ．ＩｔｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｑｕａｄｒａｔｕｒｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｂｏｕｔａｌｌｋｉｎｄｓｏｆＳｉｇｎａｌｓａｎｄｐｏｉｎｔｓ

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ａｒｅ

ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＴｈｅｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｉｇｉｔａｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｂｏｕｔＡＳＫ、ＦＳＫ、ＰＳＫａｎｄＱＡＭ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ

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ＤＳＰｃｈｉｐｓ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒａｎｄｒｅｃｅｉｖｅｒ．ＴｈｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｉＳｃｏｍｐｏｓｅｄ

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ＤＳＰｃｈｉｐａｎｄａｎｄ

ａ

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Ｄ／Ａｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ｔｈｅｎｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｒｉＳｃｏｍｐｏｓｅｄ

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ｏｆａｎｏｔｈｅｒＤＳＰ

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ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ．Ｂｙ

ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｍｏｄｕｌａｔｆｏｎ

ａｒｅ

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ｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ

ｆｉｎｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｎ

ｉＳｒｅａｌｉｚｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：

ｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏ．ＤＳＰｃｈｉｐ，ｓａｍｐｌｅ，ｑｕａｄｒａｔｕｒｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａ—

ｔｉｏｎ，ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｄｉｇｉｔａｌｕｐａｎｄｄｏｗｎｃｏｎｖｅｒｔｏｆｆｒｅｑｕｎｃｙ，ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ

Ｈ

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１

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概述

本章论述了软件无线电研究动态及背景，并介绍了美国军方的Ｓｐｅａｋｅａｓｙ工程、软件无线电中的核，ＩＩ，芯）午－－ＤＳＰｓ、以及软件无线电中的关键技术，确定了本课题的研究内

容。

１

１

软件无线电研究动态

软件无线电是以开放性、通用性、可扩张的最简硬件为平台，通过加载各种应用软

件来适应不同用户、不同应用环境的不同需求，实现各种无线电功能。

它是一种以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线通信体系结

构。

功能的软件化势必要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环节，

把数字化处理（Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ变换）尽量靠近天线。

软件无线电采用标准的、高性能的开

放式总线结构，以利于硬件模块的不断升级和扩展。

理想软件无线电的组成结构…如图

ｌ

ｌ所示。

Ｔ｝

电晤传真数据图像

窄带Ａ／Ｄ—Ｄ／Ａ

实时、准实时处理软件

通用ＤＳＰ

宽带

Ａ／Ｄ－Ｄ／Ａ

转换器

转换器

射频前端模块

图１．１

理想软件无线电框图

从图１．１中可以看出，软件无线电主要由天线、射频前端、宽带及窄带Ａ／Ｄ—Ｄ／Ａ转

换器、通用和专用数字信号处理器以及各种软件组成。

软件无线电作为未来通信乃至未来无线电技术的发展方向，世界各国都在进行深入

的研究，美国尤为突出。

在过去，每一种军用无线电系统有３０年的寿命，它们都是为特定的应用领域开发的，而且功能单一。

目前，随着技术的进步和发展，从一个新产品的发布到下一代产品的出现

其时间间隔大大缩短，短到只有ｉ９个月的时间。

因此各国国防部面临的问题是，如何确保军队的通信系统跟上技术的发展，如何在技术的快速发展的状况下控制庞大的军费开

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支。

在格林纳达冲突中，美国各军种通信设备之间的不兼容性显示出来：

在“沙漠风暴”行动中，由于大量盟国和盟军联合作战，需要及时和有效的通信，大大增加了通信的复

杂性，需要额外的无线电台才能保证高效的通信。

显然，对军方而言，无论是在经济上

还是技术上，无线电系统的增值都是一个沉重的负担。

由于数字信号处理器速度（ＤＳＰｓ）加快，所以模数转换可移到了离天线更近的地方。

可编程执行的功能灵活性很大，可允许波形调制的快速变换，这在其他情况下是不能执行的。

软件无线电可以提供的灵活性在军事环境下是一种优势，因为在不同距离和不同

指挥级别上的通信可能需要不同的射频（ＲＦ）频带、调制方式、语音编码方式以及不同

的保密算法。

Ｓｐｅａｋｅａｓｙ。

’计划是美国下一代军用无线电的一项分阶段的技术基础研究和开发计

划，垓计划是由空军Ｒｏｍｅ实验室管理，三军和国防高级研究计划局（ＡＲＰＡ）资助的。

作为主合同商的Ｈａｚｅｌｔｉｎｅ公司和分合同商的ＴＲＷ公司已经参与政府部门有关

Ｓｐｅａｋｅａｓｙ多波段多模式无线电系统（ＭＢ删Ｒ－－Ｍｕｌｔｉｂａｎｄ

Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ

Ｒａｄｉｏ）的研制计

划。

Ｓｐｅａｋｅａｓｙ项目是一个多阶段的、联合多军种的技术计划，其目的是验证可编程波彤、多频段、多工作方式的无线电台方案。

Ｓｐｅａｋｅａｓｙ的解决方法是将所有方案联合，关键是能在模块中生成波形，且可编程信号处理能通过软件来执行波形和联合处理。

多波段多模式无线电系统（ＭＢ删Ｒ）预想的是在联合服务平台上使用。

它能潜在地

执行１０种以上电台的功能，是一个有固定定义的模块设计。

开放的体系结构允许随着

技术进步系统不断升级。

Ｓｐｅａｋｅａｓｙ多波段多模式无线电系统（池姒Ｒ）有很强的可编程数字信号处理的能力，

大约可以每秒进行ｌＯ亿１６位比特的整数运算（ＯＰＳ）和２亿３２位比特的浮点运算

（ＦＬ，ＯＰＳ）。

但是在军事应用上还包括其它模拟电路，如射频（ＲＦ）模块和电源等，上述处理能力太小，不能胜任。

如果能做到４个波形在接收或传输中并行处理，它才可以真正的用作带天线端口的、能进行声音和数据网络工作的、顶层的大型计算机。

在全数字化软件可编程的基带信号处理机中，Ｓｐｅａｋｅａｓｙ试图用执行共同功能的方法来减轻负担。

未来可能会出现一种单人可携带的多波段多模式无线电系统（ＭＢ栅Ｒ），后面配有一个可转换的射频（ＲＦ）模块。

多波段多模式无线电系统（ＭＢ姗Ｒ）会成为软件无线电系统所需要的特殊的硬件模块，它可以实现高功率传输和未来波段扩展。

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１９９４年８月，ＳｐｅａｋｅａｓｙＩ型样机（ＡＤＭ）为政府方面的代表进行了演示，系统演

示了几种标准无线电台之间的互联操作，包括ＨＡＶＥＱＵＩＣＫ，ＨＦＭｏｄｅｍ（ＭＩＬ—ｓＴＤ—１８８一ＩｌＯＡ标准），ＡｕｔｏｍａｔｉＣ

Ｌｉｎｋ

Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ（ＭＳ一１８８—１４１标准）以及ＳＩＮＣＧＡＲＳ。

系统还通过在ＨＡＶＥＱＵＩＣＫ和ＳＩＮＣＧＡＲＳ调频网上同时发送，演示了两种无线电台同时工

作的情况。

系统还演示了网桥连接两个不同网的功能，即把一个ＨＡＶＥＱＬＩＣＫ网通过Ｓｐｅａｋｅａｓｙ作为网桥与ＳＩＮＣＧＡＲＳ连接，使得两个网的所有用户可以通信，Ｓｐｅａｋｅａｓｙ系统对于用户来说是透明地演示包括传输语音和数据。

Ｓｐｅａｋｅａｓｙ在ＨＦＭｏｄｅｍ上传输数码影音图像。

系统还演示了如何通过编程方式修改ＳＩＮＣＧＡＲＳ的波形。

图１．２为Ｓｐｅａｋｅａｓｙ

Ｉ期工程的方框图。

一～ＭＥ＆线

Ｓｐｅａｋｅａｓｙ

———一高速数据总线

一时钟／定时爹考线

图１．２

Ｓｐｅａｋｅａｓｙ

Ｉ期工程的方框图

Ｉ期工程采用模块化结构，无论在物理接口还是电７ｔ接¨匀‘面部要求箱

合』『放标准。

这样就可以保证无线电系统长时间的服务寿命，并能通过臂换个体模块来升级，就好像今天的个人电脑不断升级。

开放结构可以使厂商不用承担大量的开发费用和风险就可以改装商用技术，并且改进产品性能。

因为ＶⅥＥ是可以用于商用处理机的主

板，所以ＳｐｅａｋｅａｓｙＩ期工程选择在ＶＭＥ总线上完成。

ＷＭＥ总线提供指令、控制和低速

率数据传播；另一条高速数据总线用于传输宽带高速的数据。

ＤＳＰ、ＦＦＴ和其它模块的数据和类型可以校准供应波形的类型、同时性、容错能力和单位可靠性。

Ｓｐｅａｋｅａｓｙ

Ｉ期工程中采用的ＤＳＰｓ是ＴＩ公司的ＴＭＳ３２０Ｃ４０处理器。

这个处理器ｌＦ

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＝一＝；；；＝；；；＝；；；；；；；；目＿目＝；；＝ｚ＝；＝＝＝目

逐步用于广泛的商业用途。

信号处理板是多片模块（ＭＣＭ）结构，它的底层大约为２平方英寸。

信号处理板使用了４个Ｃ４０处理器和５ＭＢ存储器，每个处理器使用１ＭＢ本地存

储器，还有１ＭＢ的共享存储器。

Ｑｕａｄ－Ｃ４０ＭＣＭ的内部结构是这样的：

存储片堆在１０个

方框里，装配在它们的旁边。

中心的芯片是可编程逻辑设计器件，它可对总线判决与中

断处理进行编程。

Ｑｕａｄ—Ｃ４０ＭＣＭ设置的时钟频率是５０ＭＨ：

。

这个系统在５０ＭＨｚ的时钟频

率下工作，它可以完成２００ＭＦＬＯＰＳ浮点运算、１ＩＯＯＭＩＰＳ定点运算和３００ＭＢｐｓ的输入输出。

在今天的技术中，这些都可用一个功率消耗小于ｌＯ瓦特的模块来实现。

在ＳｐｅａｋｅａｓｙＩ期工程中，所有的波形编码都是使用Ａｄａ的高级命令语言。

但是，

软件中的中断服务程序必须用手工编码汇编语言来执行。

在执行这一个部分的时候，现在的处理机和编译编码都不受时间限制。

另外，为了满足国家安全局（ＮＳＡ）发展的需

要，信息安全（ＩＮＦＯＳＥＣ）子系统中的加密软件模块也要用汇编语言。

Ｓｐｅａｋｅａｓｙ的ＩＩ期工程从１９９５年开始，目标是在Ｉ期的基础上进行扩展，它代表

未来无线通信体制的发展趋势。

ＳｐｅａｋｅａｓｙＩＩ期工程计划将无线电进行有用的可编程处理，模拟了１５种以上的现有军用无线电系统。

一些无线电系统只有唯一的调制模式和特定的软件模块。

另外一些无线电系统是普通的波形方式，例如振幅调制（ＡＭ）。

它们只需使用普通的波形软件模块。

在这些模块中，一般将参数设为变量来运行。

波形软件

有标准的设置，这种设置担负着特殊的任务，甚至是为了一个特殊的军事行动而根据已

有的软件模块设计普通波形。

ＳｐｅａｋｅａｓｙＩＩ期工程计划实现软件下载，或是局部实现。

方法是通过合法用户登陆，或是通过周围空气中数据的分布（０ＴＡ）。

软件无线电在民用、商业等方面的应用也取得了很大的进展。

在移动通信方面，无论是第二代还是第三代移动通信，都有多种接口标准，给全球通信造成了一定的困难。

而软件无线电最有希望解决这些问题。

在一个完全可以编程的硬件平台上，注入不同的软件就形成不同标准的移动用户终端和基站，从而保证各种移动设备之间的无缝集成。

美韩合资的ＡＩＲＣＯＭ公司于１９９６年１１月在北京召开的国际通信展览会上展出了它的软

件无线电基站。

这种基站采用了开放式的硬件和软件结构，减小了体积，增强了可扩展

性。

欧共体的ＡＣＴＳＦＩＲＳＴ项目中，软件无线电技术就应用于多频／多模（可兼容ＧＳＭ、

ＤＣＳｌ８００、ＷＣＤＭＡ以及现存的大多数模拟体制）可编程手机。

它可自动检测接收信号，接八不同的网络，而且能满足不同接续时间的要求。

我国提交的３Ｇ标准之一ＴＤ－－ＳＣＤＭＡ就采用了软件无线电技术。

在ＴＤ—ｓｃＤＭＡ系统中，

４

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基站和终端设备采用高速ＤＳＰ和高速模／数转换器，软件无线电技术实现的功能包括直

接序列码分多址（ＤＳ／ＣＤＭＡ）的调制和解调，实现速率８ｋｂｐｓ的Ｇ．７２９语音编码标准，同步检测和控制，天线波束赋形，频率、发射功率、接收增益和时延的自动控制，用户基站方位和距离的确定，处理空中接口Ｕｍ物理层，为降低收发信机线性的要求而进行基带顶失真等等。

总之，目前人们对软件无线电的研究日趋深入细致，理论上已基本成熟，正在进行

各种应用的具体实践。

人们已经提出了～些解决关键元器件的方法，目前已出现了大量的数字中频产品，尤以Ｈａｒｒｉｓ公司和Ｇｒａｙ公司为代表。

但有些问题还将继续研究，例如在移动通信中，多频带系统中所需的双工问题，手持式软件无线电设备要小而轻、电

池寿命要长、费用要低等等。

软件无线电工程化所带来的一系列问题还有待于我们去研

究与解决。

１

２

ＤＳＰｓ芯片

数字信号处理器（ＤＳＰｓ）是整个软件无线电的灵魂和核心。

其灵活性、Ｊｆ：

放性、兼

：

咎性等特点主要是通过以数字信号处理器为中心的通用硬件平台及ＤＳＰ软件来实现的。

在目前的技术状况中，可能实现的功能都要使用可编程通用ＤＳＰｓ。

从前端接收下来的信号，和将从功放放射出去的信号都要经过数字信号处理器的处理：

或进行频谱分析，信号解调，信号类型识别，或进行各种样式的数字调制，数字滤波，比特流的编码、译码，同步信号的获取等等。

软件无线电中的数字信号处理器（ＤＳＰｓ）除了能适应运算处理的高速度，高精度，大动态范围，大运算量外，它还应具有高效率的结构和指令集，较大

的内俘容量，较低的功耗等。

数字信号处理器芯片（Ｄｉｇｉｔａ］ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅ％ＳＯＦＳ）简称ＤＳＰｓ，是数享信弓处胖的核心技术。

自２０世纪８０年代初诞生以来，ＤＳＰｓ就以数字器件特有的稳定性，ｔｚＪ重复

性，可大规模集成，特别是可编程性和易实现自适应处理等特点，给数字信号处理的发展带来了巨大机遇，并使得信号处理手段更灵活，功能更复杂，应用领域也拓展到国民经济生活的各个方面。

随着半导体制造工艺的发展和计算机体系结构等方面的改进，ＤＳＰｓ芯片的功能越来越强大，运算速度也飞速提高，能够实时处理的信号带宽也大大增

加，数字信号处理的研究重点也由最初的非实时应用转向了高速实时应用。

图１．：

３是

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算、ＤＭＡ访问、数据传输、Ｉ／Ｏ操作等。

ＭＯＰＳ可以对ＤＳＰｓ的综合性能进行描述。

●ＭＩＰＳ：

百万条指令／秒。

●ＭＢＰＳ：

百万位／秒。

ＭＢＰＳ用于衡量ＤＳＰｓ的数据传输能力，通常指某个总线或Ｉ／Ｏ

ＩＺＺ］的带宽，它是对总线或ｒ／ｏ口数据吞吐率的量度。

●指令周期：

执行一条指令所需要的时间，通常以ｒｉｇ为单位。

●ＭＡＣ时间：

一次乘法加上一次加法的时间

·ＦＦＴ执行时间：

运行一个Ｎ点ＦＦＴ程序所需的时间。

１．３软件无线电关键技术

软件无线电主要由天线、Ａ／Ｄ—Ｄ／Ａ转换器、ＤＳＰｓ以及各种软件组成。

所以其关键技

术主要可以分为以下几个方面：

●智能天线技术。

在软件无线电中，采用智能天线技术，然后利用数字信号处理技术识别用户信号到达方向，可形成天线主波束。

其优势在于：

天线波束形成的结果等效ｆ提高天线的增益；天线波束形成后，可大大减少多径干扰；信号到达方向提供了用户终端的方位信息，用于实现用户定位；用多个小功率放大器代替大功率放大器，降低了成本，提高了设备可靠性。

●Ａ／Ｄ／Ａ技术。

软件无线电体系结构的一个重要特点是将Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ尽量接近射

频前端。

这要求Ａ／Ｄ和Ｏ／Ａ器件要有高速度、大带宽和大动态范围。

●数字上下变频技术。

数字上下变频技术是软件无线电的核心技术之一。

其作用是提高或降低数据流速率，并实现频谱的搬移。

●信号处理技术。

软件无线电具有灵活性、可扩展性等特点，这主要是因为软件

无线电的所有功能都是用软件来实现的。

在所有软件中，数字信号处理软件占据着重要

的位置。

编码、调制、解调、译码、同步提取、频谱分析和信号识别等都是用信号处理算法来实现的。

１．４本课题研究内容

本课题研究内容可分为以下几个方面：

·带通信号采样。

重点研究了多路带通信号的采样问题。

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·正交调制解调。

研究了ＭＡＳＫ、ＭＦＳＫ、２ＰＳＫ、ＱＰＳＫ、Ｑ埘及ＭＳＫ正交调制解调技

术，并研究了多路正交调制解调系统。

·数字上下变频。

研究了将正交调制解调与数字上下变频技术相结合，实现频谱搬移，并改变数据流速率。

·调制方式识别。

研究了如何利用正交解调得到的同相及正交分量识别各种调制

类型。

·

同步技术。

用软件实现各种同步算法，包括载波同步、位同步和帧同步。

·软件无线电实验系统硬件实现。

以ＤＳＰｓ为核心，实现一个硬件平台，可以下载各种软件包，从而构成一个通信系统。

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２

带通信号采样技术

本章研究了单路和多路带通信号的采样原理。

提出了如何计算多路带通信号的最小采样频率，分析了采样频率与输出信号信噪比的关系。

目前使用的通信信号许多都是带通信号，其带宽一般都不会超过几兆赫。

对于带通

信号，根据带通采样定理，采样速率并不一定需要大于信号最高频率的两倍，用较低的

采样速率也可以正确地反映带通信号的特性。

在软件无线电中利用带通采样技术，可以利用较低的采样速率来反映信号特性，从而降低了信号信息速率，降低了后面ＤＳＰ芯片对信号的处理负担以及通信系统对Ａ／Ｄ器件和ＤＳＰ芯片的性能要求。

另外，在实际使用中可以采用一些通用芯片就可以满足采样要求，降低了通信电台的成本。

２．１

单路带通信号采样

对于带通信号的采样频率并不需要达到信号最高频率的两倍。

设带通信号，（，）其频带限制在（兀，知）内，如果其采样频率兀满足…【６】：

＾；！

蛾！

立！

～（２月＋１）

（２．１）

式中，ｎ取能满足ｆｓ≥２Ｂ＝２（ｆＨ一九）的最大正整数（０，ｌ，２，…），则用＾进行等间隔所得到的信号采样值，（ｎｒｓ）能准确地确定原信号ｘ（ｆ）。

当信号的最高（或最低）频率是带宽的整数倍，可以用最低采样速率即两倍频带宽

度速率（居＝２口）对带通信号进行采样。

因此，对于在实际应用中大量存在的窄带高频信号，一般情况下只要采样频率稍大ｆ信号带宽两倍就可以正确地表示出信号的特性。

值得指出的是，上述带通采样定理适

用的前提条件是：

只允许在其中一个频带上存在信号，而不允许在不同的频带上同时存

在信