软件无线电在可编程逻辑平台上的实现

软件无线电在可编程逻辑平台上的实现

论文摘要

传统无线电接收机对硬件依赖性强,各种通信体制之间不能互通,而且对信号的适应能力差。软件无线电技术的出现带来了传统无线电接收机的革新。软件无线电的基本思想是构造一个通用的硬件平台,将宽带ADC尽量靠近天线,用软件来实现尽可能多的无线电功能。由于器件水平受限,目前较多采用的是宽带中频数字化方案。数字信号处理(DSP)是目前在通信系统中广泛应用的一项技术。过去,DSP算法通常都是通过ASIC或者PDSP来实现的,而随着能提供大规模门电路资源的可编程逻辑器件的出现,能够并行处理数据的FPGA(现场可编程门阵列)已经处在了数字信号处理技术的前沿。对于软件无线电这种对处理速度和灵活性都有很高要求的应用来说,利用FPGA来实现信号解调是一个很好的选择。本文重点研究了中频软件无线电接收机信号处理的FPGA实现技术。首先对该系统的架构和关键技术进行了介绍;在此基础上设计了一个基于AD6644,XILINX Virtex-4系列FPGA XC4VLX25和AD9764的中频信号处理平台;然后对数字接收机中的各模块(包括LPF,NCO和解调算法)进行了可编程逻辑设计,其中利用了两种硬件算法(DA,CORDIC);最后在处理平台上加载模块实现了AM,FM,FSK信号的解调。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • 1.1 技术背景介绍
  • 1.2 技术现状及进展
  • 1.3 课题研究意义
  • 1.4 论文章节安排
  • 第二章 系统架构及关键技术
  • 2.1 系统架构及建模
  • 2.1.1 系统框图
  • 2.1.2 系统的SystemView 建模
  • 2.2 FPGA 技术介绍
  • 2.2.1 FPGA 器件简介
  • 2.2.2 FPGA 的优点
  • 2.2.3 FPGA 的设计流程
  • 2.3 FIR 与DA 介绍
  • 2.4 CORDIC 算法介绍
  • 第三章 验证平台的硬件设计
  • 3.1 设计方案及设计原则
  • 3.2 模数转换电路设计
  • 3.2.1 工作原理
  • 3.2.2 输入电路
  • 3.3 FPGA 电路设计
  • 3.3.1 Virtex-4 FPGA 介绍
  • 3.3.2 配置电路设计
  • 3.3.3 I/O PINS 设计
  • 3.4 数模转换电路设计
  • 3.4.1 工作原理
  • 3.4.2 输出电路
  • 3.5 PCB 板设计
  • 3.5.1 设计原则
  • 3.5.2 设计方案
  • 第四章 验证平台的软件设计
  • 4.1 数字下变频
  • 4.1.1 数字下变频原理
  • 4.1.2 数控振荡器
  • 4.1.3 低通滤波器
  • 4.2 基带信号处理
  • 4.2.1 基带处理算法描述
  • 4.2.2 CORDIC 算法设计
  • 4.2.3 FM、FSK 解调的FPGA 实现
  • 4.2.4 AM 解调的FPGA 实现
  • 第五章 系统调试与结果
  • 5.1 总体联调
  • 5.2 逻辑仿真
  • 5.3 调试结果
  • 第六章 总结
  • 参考文献
  • 硕士期间发表论文目录
  • 致谢
  • 附录
  • 相关论文文献

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