本文關(guān)鍵詞：全數(shù)字QPSK載波同步研究及FPGA實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：軟件無線電可以對功能進行模塊化,它有著較大的靈活性、較好的擴展性等優(yōu)勢,這使得當代數(shù)字通信行業(yè)中工程師們對其進行深入的研究。它的中心思想是指通過對功能模塊算法的轉(zhuǎn)換,使得其能夠在共用的硬件平臺上達到不同算法相應的功能。相對于BPSK,QPSK調(diào)制有著較好的頻譜特性和較高的頻譜利用率,并且其抗干擾性能很強,傳輸速率較快,所以在發(fā)射機端本文采用QPSK調(diào)制要發(fā)送的基帶信號,在接收機端使用FPGA技術(shù)對各模塊算法進行實現(xiàn),從而使得接收機端的載波同步系統(tǒng)功能得以實現(xiàn)。文中首先對它的主要技術(shù)以及部分理論知識進行了闡述,為接下來的系統(tǒng)仿真和方案設(shè)計奠定了理論依據(jù)。然后對幾種不同的載波同步方式分別進行了討論,最終確定適用于本系統(tǒng)的載波同步方式為松尾環(huán)載波同步法。根據(jù)所選取的同步方式,對整個數(shù)字通信系統(tǒng)及其各主要模塊進行了設(shè)計,并且在FPGA平臺上進行了實現(xiàn)。對系統(tǒng)進行的MATLAB建模仿真直觀地驗證了方案設(shè)計的正確性。然后在通用的硬件平臺上,利用ISE開發(fā)軟件,編寫Verilog HDL代碼,對系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)射機與接收機進行FPGA實現(xiàn),通過Modelsim和ChipScope對各個部分進行了仿真和驗證。實驗結(jié)果表明,該環(huán)路的結(jié)構(gòu)更為簡單,且不需要乘法運算,更易于實現(xiàn),占用了較少的硬件資源。通過MATLAB仿真分析可以看出載波同步環(huán)路可以快速的收斂,并且可以保持穩(wěn)定。在一定的頻偏情況下,接收機端能夠恢復發(fā)射機端發(fā)射的原始的基帶信號,達到了預期的效果,證明了本文的系統(tǒng)方案設(shè)計的正確性和可實現(xiàn)性,滿足實際的系統(tǒng)需求。
【關(guān)鍵詞】：軟件無線電 全數(shù)字接收機 載波同步環(huán)路 FPGA QPSK
【學位授予單位】：黑龍江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.34
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 論文研究的背景和意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 SDR的研究和發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 載波同步的研究和發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-15
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 數(shù)字接收機的理論知識16-44
• 2.1 信號的采樣定理16-20
• 2.2 數(shù)字濾波器20-21
• 2.3 QPSK調(diào)制解調(diào)原理21-26
• 2.4 載波同步技術(shù)概述26-29
• 2.5 幾種常見的載波同步算法29-40
• 2.6 載波同步算法的性能分析40-42
• 2.7 本章小結(jié)42-44
• 第3章 載波同步環(huán)路的設(shè)計44-67
• 3.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計44-45
• 3.2 環(huán)路主要模塊的設(shè)計45-58
• 3.2.1 鑒相器的設(shè)計45-48
• 3.2.2 環(huán)路濾波器的設(shè)計48-55
• 3.2.3 NCO振蕩器的設(shè)計55-58
• 3.3 成形與匹配濾波器的設(shè)計58-61
• 3.4 環(huán)路的性能分析61-66
• 3.5 本章小結(jié)66-67
• 第4章 載波同步環(huán)路的MATLAB仿真67-84
• 4.1 發(fā)射機的MATLAB仿真67-71
• 4.1.1 基帶信號模塊的仿真67-69
• 4.1.2 成形濾波器模塊的仿真69
• 4.1.3 NCO模塊的仿真69-70
• 4.1.4 QPSK調(diào)制模塊的仿真70-71
• 4.2 接收部分的MATLAB仿真71-83
• 4.2.1 A/D轉(zhuǎn)換模塊的仿真71-72
• 4.2.2 QPSK解調(diào)模塊的仿真72-74
• 4.2.3 NCO模塊的仿真74-77
• 4.2.4 鑒相器模塊的仿真77-78
• 4.2.5 環(huán)路濾波器模塊的仿真78-80
• 4.2.6 匹配濾波模塊的仿真80-83
• 4.3 本章小結(jié)83-84
• 第5章 載波同步環(huán)路的FPGA實現(xiàn)84-104
• 5.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境簡介84-86
• 5.1.1 開發(fā)工具簡介84
• 5.1.2 HDL語言簡介84-85
• 5.1.3 硬件測試工具85-86
• 5.2 數(shù)字發(fā)射機的FPGA實現(xiàn)86-91
• 5.2.1 基帶信號模塊86-87
• 5.2.2 成形濾波器模塊87-89
• 5.2.3 QPSK調(diào)制模塊89-91
• 5.3 數(shù)字接收機的FPGA實現(xiàn)91-103
• 5.3.1 本地NCO模塊92-94
• 5.3.2 混頻器模塊94-96
• 5.3.3 積分和累加模塊96-98
• 5.3.4 鑒相器模塊98-99
• 5.3.5 環(huán)路濾波器模塊99-101
• 5.3.6 匹配濾波器模塊101-103
• 5.4 本章小結(jié)103-104
• 結(jié)論104-106
• 參考文獻106-112
• 致謝112-113
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文113-114
• 攻讀碩士學位期間參加的科研項目114-115
• 攻讀碩士學位期間取得的科研成果115

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本文編號：265279