【硕士论文】基于fpga的软件无线电ddc设计.pdf

摘要
基于的软件无线电杓
作者简介:陈卓,男,年律Υ映啥祭砉ご笱С陆鹩ソ淌冢
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摘要
软件无线电数字下变频低匙魑G岸薃与后端通用骷
之间的桥梁,通过降低数据流的速率,把低速数据送给后端通用骷
处理,其性能的优劣将对整个软件无线电系统的稳定性产生直接影响。采用专用
酒瓿墒窒卤淦担淙痪哂谐槿”却蟆⑿阅芪榷ǖ扔诺悖ḿ鄹癜汗螅
灵活性不强,不能充分体现软件无线电的优势。工艺发展迅速,处理能力
大大增强,相对于、此稻哂型掏铝扛摺⒇⒎⒅芷诙獭⒖墒迪衷谙咧
构等诸多优势。正因为这些优点,使得在软件无线电的研究和开发中起着
越来越重要的作用。
本次设计的目标是在一块芯片上实现单通道数字下变频系统。现阶段
主要对软件无线电数字下变频器的实现方法进行了研究分析,重点完成了
其主要模块的设计和仿真以及初步的系统级验证。
论文首先对软件无线电数字下变频的国内外现状进行了分析,然后对
实现数字下变频设计的优势作了阐述。在对软件无线电理论基础、数字信号处理
的相关知识深入研究的基础上重点研究软件无线电数字下变频技术。对数字下变
频的⒒炱怠、、?榈氖迪址椒ń猩钊胙芯浚贛
中设定整体系统方案、完成模块划分和接口定义,并对部分模块建立数学模型并
仿真、对模块的性能进行优化。从数字下变频的系统层次上考虑了各模块彼此问
的性能制约,从而选择合理配置、优化系统结构以获得模块间的性能均衡和系统
性能的最优化。最后通过使用编写绦蚝偷饔貌糠諭相结合的方法
完成数字下变频各个模块的设计并完成仿真和调试。结果表明设计的思想和结构
是正确的,在下一步工作中主要完成系统的板级调试。
关键词: 数字下变频软件无线电数字滤波器
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Ⅱ
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软件无线电简述
软件无线电作为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,具有灵活性、开放性、可扩展性等优
点。软件无线电概念一经提出,就得到了通信、电子、计算机等领域的关注,在
军、民无线通信、电子、雷达、信息化家电领域也得到了广泛推广。其基本思想
是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托,通过软件编程来实现无线电的
各种功能,从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来
软件无线电突破了传统电台以硬件为核心的设计模式,理想的软件无线电系
统要求减少模拟环节,把数字化处理//尽量靠近天线,让所有的信
号处理均在数字域中完成。主要由天线、射频前端、宽带珼、疉转换器、通
用和专用数字信号处理器以及各种软件组成,如图所示。软件无线电要求能
够覆盖比较宽的频带鏞.~G竺扛銎刀蔚奶匦跃龋佣
足各种业务的需求。
视频
电话
数据
图软件无线电结构
数字下变频技术简介
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理想的软件无线电系统把数字化处理//×靠拷煜撸盟
的信号处理均在数字域中完成。由于软件无线电的天线所覆盖频段范围较宽,一
般在洌軳低通采样和带通信号采样理论,对珼
的转换速度、工作带宽、动态范围等参数提出了极高的要求,并且对后端
处理器的处理速度要求也非常高。如此高速的疍采样和硭俣榷杂谙
阶段的技术水平而言,实现起来有相当大的难度。
目前的软件无线电接收机普遍采用超外差接收体制,模拟混频后将射频信号
、加密解密等算法,、也有较优异的性能参数和较强的功制刚。其变为统一的中频信号,然后通过只笫涑龈咚僦衅凳中藕拧S捎基带后,再把低速数据送给后端通用骷写恚庋飨越档土薃桥梁,数字下变频技术成为软件无线电接收机的核心技术之一,其性能的优劣将对整个软件无线电系统的稳定性、可靠性产生直接影响。就目前和研究现状来看,在中频段进行高速的采样是可行的。晖瞥皇W;黄鰽疽渚哂辛己玫男芯片在最高转换速率可达数字下变频作为软件无线电中运算量最大,实现起来最困难的部分,目前主要有三种实现方法:专用的数字下变频芯片迪址绞健实现方式和殖】杀喑堂耪罅实现方式。自从公司罕籘展推出第一款单通道数字下变频专门芯片以来,专用数字下变频器件的品种很多,公司的系列是目前单通道酒薪暇叽硇缘模洳唤鎏峁┝基本的数字下变频功