基于软件无线电的FM解调算法

摘要：软件无线电的基本思想是将宽带A／D及D／A尽可能靠近天线，将无线电台的各种功能在一个开放性、模块化的通用硬件平台上尽可能多的用软件来实现。软件无线电已成为移动通信中的关键技术之一。文中基于软件无线电采用软件实现通用硬件调制的目的，通过基带信号处理算法，结合软件无线电接收机中的相关理论对其中的调制方式识别和解调算法进行了仿真，说明了各个解调模块的功能，而且也验证了系统的科学性和可实现性。
关键词：软件无线电；调制解调模型；算法；载波同步；定时同步

无线通信系统有许多种的调制方式，这些调制方式由于其自身特点而也适用于各种不同场合。由于其通讯模式不兼容，所以满足不了不同通讯模式之间的兼容要求。而且，因为不同频段的电台也只能满足某些特定的要求，无法满足各种各样的军事需求。
软件无线电这一新概念一经提出，就得到了全世界移动通信领域的广泛关注。根据软件无线电拥有的灵活型、开放型等特点，使其不仅在军事民用移动通信中得了应用，而且会在其他如电子战、雷达、信息花家电等领域得到更广泛的应用。

1 软件无线电简介
软件无线电的基本原理是在一个通用划、标准化、模块化的硬件平台上，用软件编程来完成无线电台的各种功能，不同于创痛的基于硬件、面向用途的电台设计模式。要用软件来实现功能实现就需要求减少功能单调、灵活型差的硬件电路不分。尤其是减少模拟处理部分，让数字化处理器(A／D和D／A变换)尽可能靠近发射端。软件无线电的核心是整体结构的开放型和全面可编程型，即可以利用软件的更新实现硬件的协调，从而实现新的功能。一般采用总线结构，因为具有标准的、高性能的开放式，方便对硬件模块的升级和扩展。
相应的软件无线电的结构如图1所示。

2 研究发展现状
目前，软件无线电在军事通信及移动通信领域研究非常活跃。软件无线电在3G通信系统中也有许多应用实例。国内软件无线电方面的研究尚处于起步阶段，目前只有几家单位进行这方面的研究，而且相互之间很少交流。要在这方面取得突破性的进展尚需一段时间。

3 软件无线电解调模型
从理论上来说，各种通信信号都可以用正交调制的方法加以实现，如图2所示。

根据图2，可以写出它的时域表达式：
调制信号S(t)为
S(t)=I(t)cos(ωct)+Q(t)cos(ωct) (1)
ωc=2πfc (2)
ωc为采样频率的角频率。在对调制信号和载波频率进行数字化时，其采样频率可能不一样。这里多相滤波器的主要作用就是用来提高数据源的采样速率，使得调制信号的采样速率和载波的采样速率一致。
尽管调制样式多种多样，但实质上调制不外乎用调制信号去控制载波的某一个(或几个)参数，使这个参数按照调制信号的规律而变化的过程。载波可以是正弦波或脉冲序列，以正弦型信号作为载波的调制叫做连续波调制。