本文關(guān)鍵詞：短波通信系統(tǒng)中FPGA數(shù)字化模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 短波通信 異步串口 低密度奇偶校驗(yàn)碼 下變頻

【摘要】：短波通信由于自身固有的優(yōu)點(diǎn),在無線通信尤其是軍事通信中具有極其重要的作用。本文根據(jù)科研項(xiàng)目短波通信系統(tǒng)的需求,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的數(shù)字化模塊,包括異步串口模塊、LDPC譯碼模塊以及數(shù)字下變頻模塊。通用異步串口(UART)是一種廣泛應(yīng)用于短距離、低速以及低成本通信的串行傳輸協(xié)議。根據(jù)系統(tǒng)的要求,本文設(shè)計(jì)了8個(gè)與DSP的EMIF接口連接的UART方案。采用中斷觸發(fā)方式進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù),中斷總線控制8個(gè)UART對(duì)應(yīng)的中斷信號(hào),最終實(shí)現(xiàn)了基于FPGA設(shè)計(jì)的UART,經(jīng)測(cè)試穩(wěn)定可靠。低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼是一類線性分組碼,在和積譯碼算法下可得到逼近香農(nóng)限的性能。LDPC碼的譯碼算法具有線性復(fù)雜度,且易于實(shí)現(xiàn),因而得到廣泛使用。為了避免使用與量化比特成指數(shù)增長的查找表,本文給出了一種基于二維折線逼近的和積譯碼算法。然后在此基礎(chǔ)上討論了一種次小值修正的最小和譯碼算法,此算法修正過程包含簡單的算術(shù)與邏輯運(yùn)算,并且降低了存儲(chǔ)資源消耗,從而利于FPGA實(shí)現(xiàn)。論文在Altera公司的EP3C120F484C8平臺(tái)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了碼率為1/3、1/2和2/3的多碼率LDPC譯碼器。數(shù)字下變頻(DDC)是軟件無線電的關(guān)鍵技術(shù)之一,可以將高速采樣數(shù)據(jù)降到低速采樣速率,以便后端DSP處理。本文介紹了中頻信號(hào)數(shù)字下變頻的理論,包括數(shù)字正交混頻、多速率信號(hào)處理、FIR濾波器、半帶濾波器以及級(jí)聯(lián)積分梳狀濾波器等。首先使用MATLAB構(gòu)建模型,并對(duì)其進(jìn)行仿真,得出最優(yōu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。然后,使用Modelsim對(duì)編寫的Verilog代碼進(jìn)行仿真,驗(yàn)證所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可行性。最后,實(shí)現(xiàn)了基于DA分布式方案的FIR濾波器,從而降低了乘法器資源的消耗。
【關(guān)鍵詞】：短波通信 異步串口 低密度奇偶校驗(yàn)碼 下變頻
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN925;TN791
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號(hào)對(duì)照表11-12
• 縮略語對(duì)照表12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 短波通信概述15
• 1.2 現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）15-17
• 1.3 Verilog語言介紹17
• 1.4 FPGA設(shè)計(jì)的基本原則及流程17-18
• 1.5 Modelsim與QuartusⅡ軟件簡介18-19
• 1.6 研究內(nèi)容與章節(jié)安排19-21
• 第二章 UART、LDPC碼及軟件無線電概述21-29
• 2.1 UART介紹21-23
• 2.1.1 串行通信與并行通信21-22
• 2.1.2 同步通信與異步通信22-23
• 2.2 LDPC概述23-25
• 2.2.1 LDPC碼的發(fā)展23-25
• 2.2.2 LDPC碼的應(yīng)用25
• 2.3 軟件無線電概述25-27
• 2.3.1 軟件無線電特點(diǎn)25-26
• 2.3.2 軟件無線電主要技術(shù)26
• 2.3.3 軟件無線電的應(yīng)用26-27
• 2.4 小結(jié)27-29
• 第三章 短波通信系統(tǒng)中幾種數(shù)字化模塊設(shè)計(jì)原理與方案29-67
• 3.1 UART的基本原理及設(shè)計(jì)方案29-38
• 3.1.1 UART實(shí)現(xiàn)的思想29-30
• 3.1.2 UART的總體設(shè)計(jì)30-31
• 3.1.3 UART各模塊的設(shè)計(jì)31-38
• 3.2 LDPC編譯碼原理及設(shè)計(jì)方案38-53
• 3.2.1 LDPC碼檢驗(yàn)矩陣的構(gòu)造39-41
• 3.2.2 LDPC編碼原理41-42
• 3.2.3 LDPC譯碼原理42-46
• 3.2.4 基于FPGA設(shè)計(jì)的譯碼器方案46-53
• 3.3 數(shù)字下變頻原理及設(shè)計(jì)方案53-66
• 3.3.1 數(shù)控振蕩器53-56
• 3.3.2 數(shù)字正交變換56-57
• 3.3.3 多速率信號(hào)處理57-59
• 3.3.4 FIR濾波器59-63
• 3.3.5 半帶（HB）濾波器63-64
• 3.3.6 級(jí)聯(lián)積分梳狀（CIC）濾波器64-66
• 3.4 小結(jié)66-67
• 第四章 系統(tǒng)仿真與測(cè)試67-81
• 4.1 UART模塊67-70
• 4.2 譯碼模塊70-73
• 4.3 數(shù)字下變頻模塊73-79
• 4.4 小結(jié)79-81
• 第五章 總結(jié)與展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 致謝87-89
• 作者簡介89-90

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本文編號(hào)：881192