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基于软件无线电的磁浮车地通信调制解调模块研究
| 论文题名： | 基于软件无线电的磁浮车地通信调制解调模块研究 |
| 关键词： | 磁浮车地通信;调制解调;软件无线电;多普勒频移 |
| 摘要： | 高速磁悬浮列车作为当前可实现的速度最快的地面交通工具，填补了航空与高铁的空白，其中600公里高速磁浮列车项目采用38GHz毫米波车地通信系统，保障了高速磁悬浮列车安全平稳运行。调制解调器作为车地通信系统的重要模块，其性能影响整个系统。 随着生活发展和科技进步，人们对车地通信的高速宽带业务需求增长迅速，需要速率更快，频带利用率更高的调制解调模块。列车在时速600公里下高速运行，车地通信时会产生多普勒频移，影响调制解调性能。同时列车运行时对车地通信的可靠性需求，需要采用分集合并，增加冗余。针对以上问题，软件无线电技术由于配置灵活，DQPSK能够提高带宽利用率，本文利用软件无线电和DQPSK调制，展开对磁浮车地调制解调模块的相关研究。主要研究内容如下： 调研国内外高速磁浮车地通信系统与调制解调模块发展状况，通过公式推导和仿真分析完成DQPSK调制解调基础理论学习，并介绍了载波同步、位同步和帧同步的原理；分析了软件无线电研究现状，总结了软件无线电系统架构、关键技术和基本理论；总结软件无线电技术和DQPSK调制对车地通信调制解调模块的优势，给出本论文使用的软件无线电硬件平台。 完成软件无线电系统与数据传输链路系统设计和实现，利用ZYNQPS端双核工作的非对称多处理模式和PL端并行处理接口逻辑，以及PS-PL总线交互的方式，完成对基带数字信号的传输以及对外部器件的控制。 采取直接上变频与下变频到数字中频的方式，对DQPSK调制解调模块进行系统仿真、设计和实现。解调部分为了能够抗多普勒频移，采用极性COSTAS环恢复载波，并利用超前滞后环完成位同步，同时利用帧结构设计完成帧同步。 分别对抗多普勒频移，分集合并的功能进行测试。测试结果表明，模块能够在模拟时速600公里下的多普勒频移下，正确恢复载波；同时模块能够实现基于RSSI的分集合并，完成冗余设计，满足可靠性。最后完成系统整体测试，验证软件无线电功能和数据传输链路。 |
| 作者： | 何鹏程 |
| 专业： | 电子信息 |
| 导师： | 李廷军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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