【摘要】：近年來,無線通信持續(xù)發(fā)展,其應(yīng)用越來越廣泛,無線通信系統(tǒng)的各方面性能也越來越受到人們重視,其不僅要滿足低時延、抗干擾等特點,又要實現(xiàn)多速率傳輸。寬帶電臺作為一個有效的溝通工具,在無線通信中起著舉足輕重的作用。因此本文主要依據(jù)無線信道處理技術(shù),對寬帶電臺系統(tǒng)中多速率調(diào)制解調(diào)器進行設(shè)計與實現(xiàn),其中物理層負責(zé)無線數(shù)據(jù)傳輸,采用單載波頻域均衡、Turbo碼以及直擴技術(shù),構(gòu)成適應(yīng)不同長度和不同信道質(zhì)量的多速率傳輸幀。首先,對寬帶電臺系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理相關(guān)的技術(shù)進行了詳細的說明。直擴技術(shù)通過11位巴克碼進行擴頻,將頻譜擴寬,增強了系統(tǒng)的抗干擾能力;單載波頻域均衡技術(shù)能夠有效的消除多徑衰落產(chǎn)生的影響;對數(shù)據(jù)進行Turbo編碼,能夠有效降低由于噪聲和干擾對數(shù)字信號造成的誤碼,Turbo碼的性能接近Shannon極限,因而在無線通信領(lǐng)域得到了極大地應(yīng)用。其次,對多速率調(diào)制解調(diào)器進行設(shè)計與仿真。根據(jù)系統(tǒng)功能指標,對基帶物理幀進行設(shè)計,數(shù)據(jù)幀一共包括超短幀、短幀、普幀、長幀、超長幀五種類型,分別對應(yīng)著不同的幀頭信息與數(shù)據(jù)信息,其幀長也各不相同。對不同幀的物理層數(shù)據(jù)處理算法進行了仿真,并在仿真信道中加入了多徑和高斯白噪聲,驗證了系統(tǒng)的性能,為其進一步實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。最后,對多速率調(diào)制解調(diào)器進行實現(xiàn)與測試。首先設(shè)計實現(xiàn)了物理層與控制層的接口模塊,并進行接口測試,保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃�。通過接口模塊,可以得到上層的控制信息與數(shù)據(jù)信息。對控制信息進行解析,得到相應(yīng)的幀類型指示和速率指示,然后根據(jù)不同的幀結(jié)構(gòu)進行組幀,對幀頭部分進行擴頻以及BPSK調(diào)制,根據(jù)速率指示,對數(shù)據(jù)部分進行相應(yīng)碼率的Turbo編碼,并進行QPSK調(diào)制,接著調(diào)制信號進行上采樣以及成型濾波,將基帶成型信號發(fā)送出去。在接收端,對數(shù)據(jù)進行同步捕獲,然后進行解擴,以獲得相應(yīng)的控制信息。根據(jù)控制信息,判斷出接收信號的幀類型,根據(jù)不同的幀類型,將數(shù)據(jù)部分以及訓(xùn)練序列取出,進行頻偏糾正、相偏糾正以及頻域均衡,以消除信道的影響。然后進行Turbo譯碼,得到數(shù)據(jù)信息,接著通過接口模塊將數(shù)據(jù)信息傳輸給上層,完成FPGA實現(xiàn)。最后在ZYNQ-7030和AD9361構(gòu)成的系統(tǒng)開發(fā)平臺上進行實際收發(fā)測試,驗證了系統(tǒng)的可行性。
【圖文】：

第四章 多速率調(diào)制解調(diào)器實現(xiàn)與測試主要是對多速率調(diào)制解調(diào)器進行系統(tǒng)硬件實現(xiàn)及測試。首先，介該平臺的各芯片進行了簡要說明。然后給出了物理層與控制層的 FPGA 結(jié)合在一起進行數(shù)據(jù)交互。接著對發(fā)送端和接收端涉及調(diào)試波形進行了詳細地分析。最后，給出系統(tǒng)的測試方案，一步了平臺的可靠性，也驗證了數(shù)據(jù)處理算法的性能。平臺與接口設(shè)計 系統(tǒng)開發(fā)平臺統(tǒng)的開發(fā)平臺使用的是 Xilinx 系列的 SoC 器件 ZYNQ-7030 以及發(fā)器 AD9361，開發(fā)平臺如下圖 4. 1 所示。

圖 4. 2 Xilinx ZYNQ-7030 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ZYNQ 器件擁有雙端口的高速存儲模塊，，即 Block BRAMs，簡稱 BRAM都可以根據(jù)實際需求進行配置，包括位寬和數(shù)據(jù)深度。兩個端口互相獨立進行讀寫操作，如下圖 4. 3 所示。其中，時鐘和復(fù)位信號都是 PS 給出，代表輸入信號，向右的箭頭代表輸出信號，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是 32 位的，地址。圖 4. 3 BRAM 配置圖
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN915.05

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本文編號：2710347