硕士论文-基于软件无线电的水情遥测信息接收及处理关键技术研究

河海大学硕士学位论文基于软件无线电的水情遥测信息接收及处理关键技术研究姓名：何敏申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：徐立中20070601基于软件无线电的水情遥测信息接收及处理关键技术研究作者：何敏学位授予单位：河海大学相似文献(10条)1.期刊论文刘明.江桦.陈含欣基于软件无线电的微弱信号相关检测算法研究与实现-信息工程大学学报2010,11(1)文章对徽弱信号的相关检测原理和步骤进行了研究,给出了相关检测在数字域的快速实现算法.利用软件无线电思想设计了信号采集、数据处理平台,实现了较低信噪比信号的相关检测.2.期刊论文孙敏琪.张长隆.潘立公基于软件无线电思想的雷达信号采集系统设计-微处理机2000,(4)提出了一种基于软件无线电思想的测速雷达信号采集方法.文中分别讨论了用传统方法实现的和基于软件无线电思想实现的变采样频率信号采集系统,着重分析了后者的各个功能模块,并给出了其原理框图.3.学位论文耿晓飞基于软件无线电的无线电监测技术研究2006本文对软件无线电和无线电监测技术进行研究，设计了基于软件无线电技术的无线电监测系统。天线接收到的阵列信号，经过信号采集电路、数字下变频电路、高速信号处理电路、逻辑控制电路和输出电路进行中频数字化处理，将其转换为中频信号，以降低对系统的要求。中频信号进行预处理，首先经过信源数目估计，估计出信源的数目；然后进行方向角估计，之后形成波束，聚焦，分离出暂态信号和稳态信号。其中暂态信号含有无线电台的特征信号，利用FM分析方法进行无线电台的指纹识别；稳态信号用于识别某一无线电台的无线电信号，采用自动识别方法识别出调制方式。4.学位论文严伟GPS中频信号采集与捕获技术研究2009随着GPS系统的发展，其应用领域不断地深入和扩大，国内外越来越多的单位在研究GPS接收机。由于现代微电子技术的快速发展、可编程逻辑、通用数字信号处理器的普及，使得用软件无线电的思想来实现GPS接收机变为可能。相比于现有的GPS接收机，GPS软件接收机具有更强的灵活性和开放性。从GPS中频信号采集入手，进行GPS捕获算法研究，是开展GPS软件接收机的研制的必由之路，也为以后进行伽利略和北斗接收机的研制提供技术基础和经验指导。论文完成的主要工作如下:使用GP2015芯片设计了射频前端，实现了GPS信号的接收、放大、滤波、下变频和模数转换。通过编写USB设备的固件程序、驱动程序、上位机程序和FPGA传输大量中频数据的Verilog程序，实现了GPS中频数据的接收、传输和保存。在此基础上搭建了GPS中频信号采集平台，通过实验表明该中频信号采集平台能完整地保存GPS中频数据，并且数据能满足后面信号处理的要求，为GPS基带算法的研究提供了可靠的原始数据。在分析了顺序搜索捕获算法和基于FFT的频域捕获算法的基础上，为了达到提高GPS中频信号捕获速度的目的，采用了基于补0法的捕获算法。通过该捕获算法与基于FFT的频域捕获算法的对比实验，表明了基于补0法的捕获算法能更快速地捕获到卫星。最后，在GPS中频信号捕获算法研究的基础上，将基于补0法的捕获算法移植到DSP上。通过实验表明，该方法既保证了捕获结果的准确性又利用了硬件平台处理速度快的特点，达到了快速捕获的目的。5.会议论文崔伟亮.钟骥.韩冰基于LabVIEW的通信信号实时监控分析平台2007本文讨论了通信信号实时监控分析的相关技术,依据软件无线电的基本思想建立了一个通用的信号实时监控平台。为了实现信号的实时监控,必须完成信号的采集、信号的处理、信号的特征提取和特征识别,文中对涉及的相关基本理论和关键技术进行了阐述,最后给出了实现系统的工程实例。6.学位论文冯滔虚拟无线电--通用可编程多制式收发信抗干扰数字仿真平台开发1999软件无线电是近年来兴起的一项新技术,其基本思想是在同一个硬件平台上,通过使用不同的软件模块来灵活地实现多种体制的通信功能.从其发展而来的虚拟无线电,提出了直接在快速进步的工作站上进行所有的数字信号处理.该文的主要工作就是在通用的PCM机平台上,构建一个基于虚拟无线电技术的《通用可编程多制式收发信抗干扰数字仿真平台》.第一章对软件无线电和虚拟无线电进行了简介,第二章讨论了在PC机上运用欠采样技术实现虚拟无线电的可行性,并简介了在Windows环境下实时软件的开发.第三章从总体结构开始,详细讨论了中频发信机各软硬件模块设计方面的细节,包括基带数据采集、信号调制、中频信号发送、本机和远端控制各模块,以及如何运用Windows系统的消息管理机制把各模块综合成一个能协调工作的实时系统.第四章介绍了和发信机相对应的中频收信机的构成,它由中频信号采集、信号解调、基带数据回放、抗干扰处理、本机和远端控制各模块构成.而其中的抗干扰模块则在第五章中给予单独阐述.这个抗干扰模块的核心是一种针对加性高斯分布白噪声的语音增强算法.第六章给出了该系统的各种性能测试数据,并对之进行了分析.7.学位论文黄建松基于SOPC技术的雷达信号采集处理传输2008雷达信号的采集处理传输一般由FPGA、DSP、PCI联合实现。FPGA对中频数字信号进行预处理，DSP高速处理单元则完成复杂算法。整个系统通过PCI接口与工控机构成主从工作方式，实现数据的传输和存储。这样的系统架构继承了软件无线电的思想，具有较好的整体性能，但是功耗较大。本文针对野外探测的实际特点，提出了基于SOPC技术的解决方案。将信号采集、处理和传输在单片高性能FPGA上实现，简化了电路结构设计，降低了系统功耗。详细介绍了SOPC技术的实现方案和设计方法，阐述了Xilinx公司SOPC技术开发环境、设计工具以及应用流程。重点讨论了系统总体硬件结构，分析了各部分电路实现原理。在此基础上，本文详细介绍了基于SOPC技术的嵌入式微处理器硬件设计具体过程。利用BSB向导工具构造一个包含Ethemet、RS232、GPIOIP核的基础系统。然后将DDC用户定制IP核挂接到OPB总线，导入基础系统。进行IP参数配置，约束文件修改，生成硬件位流，完成整个系统的微处理器硬件设计。文章最后介绍了系统软件开发环境和程序流程，讨论了系统测试验证方法，提出了需要进一步深入研究的方向。8.学位论文郭贵虎基于SDR的宽带中频中FM信号自动检测和解调技术研究2003该文论述了软件无线电技术(SDR)在信号侦察中的理论\应用和关键技术,以实际工程为背景,讨论了基于SDR的宽带中频中信号检测和中频信号解调技术,包括:高速A/D采集技术、频域中信号恒虚警检测技术、基于多抽样率的中频调频(FM)信号解调技术.该文首先根据带通采样定理,提出将宽带中频模拟信号数字化的方案,该方案不仅可以将原信号搬到较低的中频,而且降低了数据量.然后根据超短波信道中信号的特点,提出了Neyman-pearson准则下的频域恒虚警(F-CFAR)信号检测方法,该方法能够根据背景噪声特性,自适应地调整判决门限,在确保恒虚警率的条件下,使得信号检测率最大,并能准确检测信号的中心频率.在确定信号中心频率的基础上,提出了基于多抽样率技术和边带调制技术的信号解调方案.利用该方法对中频调频信号进行解调,能精确地恢复了话带信号.该方案既降低了运算量,又达到满意的解调效果.最后,将信号检测模块和信号解调模块嵌入到高速DSP平台中,形成一个宽带中频信号接收系统.该研究创造性地将信号采集、谱估计、信号检测领域的有关理论和方法有机结合起来,建立了宽带中频中信号检测和解调的数学模型,给出相应的实现算法,并从数学上证明了该模型的正确性,通过实验和实际应用进行了验证.该文所述的信号检测和解调算法已在基于SDR的宽带接收机中实现,该接收机已成功应用到实际中,整个系统满足设计要求,达到预定目标,整体技术水平在该领域中处于领先地位.9.期刊论文曹建社.马力.麻惠州.郭志军.雷革.CAOJian-She.MALi.MAHui-Zhou.GUOZhi-Jun.LEIGeLiberaBPM在BEPCⅡ调束中的应用-中国物理C（英文版）2008,32(z1)软件无线电技术的发展,不仅带来了现代通信领域的技术革命,同样在加速器束测领域中也带来了技术的革新.基于软件无线电技术和数字接收机架构的数字BPM首先在瑞士光源得到了成功的应用,斯洛文尼亚的InstrumentationTchnologies公司把该项技术进行了市场化并进行了不断改进,形成了现在的Libera系列产品.它集模拟信号采集、模数转换、数字信号处理以及外同步于一体,是一个真正all-in-one的宽带测量系统.它可以完成束流位置的FirstTurn、TurnbyTurn和COD等测量工作.在BEPCⅡ的初期调束中,在电子环和正电子环的束流闭环、储存和积累、故障查处以及同步环的注入残余振荡测量方面,LiberaBPM发挥了出色的作用,加快了调束进程.10.学位论文白婧基于软件无线电的便携式无线电监测系统的设计与实现2006在无线电通信领域，合理有效地使用频谱资源已成为人们日益关注的重要问题，因此具有快速扫描测试功能的“便携式无线电监测系统”成为实施无线电频谱管理的技术基础。本论文课题来自于为南京市无线电委员会开发研制的“便携式无线电监测系统”。由于目前国内所采用的无线监测设备绝大多数都是国外产品，因此，在现有进口高性能、高可靠性设备的基础上，通过计算机和软件组成一套通用便携式无线电监测系统，使其具有快速频谱占用度、频道时间占用度测试、信号分析以及台站发射设备性能测试等功能。完成无线电管理和无线电通信系统运营部门日常监测和设备检查工作，满足无线电管理部门的需求，加强对无线电管理系统的服务。本课题是利用通过软件无线电技术实现的WCA280无线通信分析仪，开发了现代无线电监测使用要求的“便携式无线电监测系统”。此系统具有信号监测、任务测试、数据分析处理、无线台站查询、录音回放和联机帮助等模块。监控中心通过服务协议向遥控站发送监测命令，系统可以在遥控站无人值守的情况下进行自动记录监测数据，将所有数据保存在本地监测数据库中。可以在系统处于闲置状态时，将大量监测数据通过网络传输到监控中心的监测数据库中。监控中心和遥控站都可以对数据进行相关的分析，并将分析结果以Word或Excel报告的形式输出。对于数据库保存的大量监测数据，可以通过数据导出模块进行备份，也可以将某个监测站测试保存的数据导入数据库进行分析。本文从硬件和软件两个方面详细地介绍了系统的研制开发过程以及相关技术要点。归纳起来，本文所完成的主要工作如下：1.根据便携式无线电监测系统监控中心和遥控站的工作原理和功能描述以及通信系统设计的特殊要求，规划并论证便携式无线电监测系统的整体设计方案。2.在保证系统功能的前提下，对WCA280无线通信分析仪的硬件电路做了详细的说明介绍，实现了整个系统的硬件设计。3.根据国家无线电实时监测通信协议，结合了TCP和UDP的特点，设计完成了无线数据通信系统，负责监控中心与遥控站之间的通信。4.利用频谱占用度分析算法和频谱相似性比对算法设计完成了系统频段占用度分析、时间占用度分析和频谱相关性分析模块的开发。5.利用音频文件的特性与频谱数据相配合，设计完成了系统音频监听功能模块，实现了晋频与频谱数据同步播放。6．根据监测任务的不同功能，设计并创建了各个监测数据库。本文应用软件无线电技术、无线通信技术和信号检测与处理等技术，实现了“便携式无线电监测系统”的数据采集和分析功能，通过研究获得了以下成果和创新点：1．通过对WCA280无线通信分析仪的应用，实现了野外可靠的无线电实时ITU测量。2．设计了方便实用显示界面，用户无需复杂操作就可以执行测试任务。3．设计了无线数据通信系统，通过软件实现了监控中心与遥控站的通信协议，进行及时可靠的数据通信。这种方法在无线电监测的应用具有一定的创新性。4．设计了任务定制功能，使遥控站在无人值守的情况下就可以执行预定的监测任务。5．频谱分析仪上实现实时占用度测试，利用先进的宽带实时无线通信分析仪完成时间占用度的测试方法在监测系统中的应用，最终编写相应的模块完成