本文關鍵詞：基于GFSK調制的數字收發(fā)機的設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線通信系統是由發(fā)送設備、接收設備、無線信道三大部分組成的,利用無線電磁波,以實現信息和數據傳輸的系統。與有線通信系統相比,無線傳輸更加靈活。無線信號可以從一個發(fā)射器發(fā)出到許多接收器而不需要電纜。而數字收發(fā)機則是無線通信系統的核心部分。FSK調制是信息傳輸中使用較早的一種調制方式,其主要優(yōu)點是:實現起來較容易,抗噪聲與抗衰減的性能較好,功耗較低。在中低速數據傳輸中得到了廣泛的應用。GFSK高斯頻移鍵控調制是把輸入數據經高斯低通濾波器預調制濾波后,再進行FSK調制的數字調制方式。它在保持恒定幅度的同時,能夠通過改變高斯低通濾波器的3dB帶寬對已調信號的頻譜進行控制,具有恒幅包絡、功率譜集中、頻譜較窄等無線通信系統所希望的特性。因此,GFSK調制解調技術被廣泛地應用于數字收發(fā)機中。本論文的主要研究工作和成果概括如下:(1)調制方式采用GFSK直接調制的方式。即將數字信號經過高斯低通濾波后,再通過三階Delta-Sigma調制器實現小數分頻,最后將輸出信號加在PLL頻率合成器的VCO上完成調制。(2)編碼方式采用(7,4)漢明碼和CRC校驗碼相結合的方式。漢明碼具有很好的糾錯能力,CRC校驗碼則具有很好的檢錯能力。通過采用這樣的編碼組合方式可以有效的降低數字收發(fā)機的誤碼率。(3)抽取濾波器采用CIC梳妝濾波器加半帶FIR濾波器級聯的結構。CIC濾波器通過采用兩級級聯的方式來改善濾波性能。而在半帶FIR濾波器的算法實現方面,在比較了多種濾波器實現算法的基礎上,采用了最高效且適合本次ASIC設計的DA分布式算法,該算法極大地減小了數字收發(fā)機的綜合面積。(4)設計通過采用微分型數字鎖相環(huán)的方式來實現位同步。數字鎖相環(huán)由數字鑒相器(DPD)、數字環(huán)路濾波器(DLF)、數字壓控振蕩器(DCO)三個部分組成。在同步過程中鎖相環(huán)通過加減時鐘的方式來實現同步,但這種方式的抗干擾性能較差。(5)設計通過采用門控時鐘技術和可變時鐘技術來降低功耗,采用看門狗技術來提高可靠性。這些技術的采用都在一定程度上提高了數字收發(fā)機的性能。整個設計經過MATLAB系統仿真、VerilogHDL RTL級代碼編寫、ModelsimSE RTL級代碼前仿真、綜合等過程。結果基本能夠滿足設計要求。
【關鍵詞】：GFSK Delta-Sigma 數字鎖相環(huán) CIC 半帶濾波器
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN859
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-16
• 第一章 緒論16-18
• 1.1 研究背景及意義16
• 1.2 發(fā)展概況16-17
• 1.3 本論文的研究內容和組織結構17-18
• 第二章 整體結構介紹18-32
• 2.1 概述18-22
• 2.1.1 數字收發(fā)機的結構18-19
• 2.1.2 數字發(fā)送機的原理19-20
• 2.1.3 數字接收機的原理20-21
• 2.1.4 數字收發(fā)機的參數21-22
• 2.2 SPI總線22-23
• 2.2.1 SPI總線的概念22
• 2.2.2 SPI總線的數據格式和總線指令22-23
• 2.2.3 SPI總線的時序23
• 2.3 狀態(tài)機23-25
• 2.3.1 狀態(tài)機的概念23-24
• 2.3.2 收發(fā)機的狀態(tài)機設計24
• 2.3.3 收發(fā)機狀態(tài)圖描述24-25
• 2.4 幀格式25-27
• 2.4.1 幀的概念25
• 2.4.2 幀的格式25-26
• 2.4.3 幀的設計26-27
• 2.5 低功耗的實現27-29
• 2.5.1 低功耗設計的意義27
• 2.5.2 常用的低功耗設計技術27-29
• 2.6 數字收發(fā)機可靠性提高29-30
• 2.6.1 看門狗概述29
• 2.6.2 看門狗的工作原理29-30
• 2.6.3 看門狗的設計30
• 2.7 本章小結30-32
• 第三章 數字發(fā)送機的設計結構及實現32-50
• 3.1 差錯控制編碼的設計原理32-33
• 3.2 （7,4）漢明碼的設計33-37
• 3.2.1 （7,4）漢明碼的構造原理33-34
• 3.2.2 監(jiān)督矩陣H和生成矩陣G34-36
• 3.2.3 校正子（伴隨式S）36-37
• 3.3 CRC校驗碼的設計37-38
• 3.3.1 CRC校驗的原理37
• 3.3.2 CRC校驗的代碼實現37-38
• 3.4 高斯濾波器的設計38-42
• 3.4.1 高斯濾波器的原理及其結構38-40
• 3.4.2 高斯濾波器的MATLAB仿真40-42
• 3.5 Delta-Sigma調制器設計42-48
• 3.5.1 Delta-Sigma架構的基本原理42-44
• 3.5.2 Delta-Sigma調制器的設計結構44-48
• 3.5.3 Delta-Sigma調制的算法實現48
• 3.6 本章小結48-50
• 第四章 數字接收機的設計結構及實現50-70
• 4.1 CIC梳妝濾波器的設計50-56
• 4.1.1 CIC梳妝濾波器的原理及其設計結構50-52
• 4.1.2 CIC濾波器的MATLAB設計52-53
• 4.1.3 CIC濾波器的性能分析53-56
• 4.2 半帶FIR濾波器的設計56-65
• 4.2.1 半帶FIR濾波器的原理56-58
• 4.2.2 半帶FIR濾波器的算法實現58-63
• 4.2.3 半帶FIR濾波器的MATLAB設計63-64
• 4.2.4 半帶FIR濾波器的代碼生成64-65
• 4.3 位同步的實現65-69
• 4.3.1 數字鎖相位同步環(huán)原理65-67
• 4.3.2 微分型位同步的實現67-69
• 4.4 本章小結69-70
• 第五章 數字收發(fā)機的仿真與分析70-78
• 5.1 數字收發(fā)機的整體仿真70-73
• 5.1.1 SPI總線的仿真70
• 5.1.2 幀結構的仿真70-71
• 5.1.3 低功耗仿真71
• 5.1.4 看門狗仿真71-72
• 5.1.5 數字收發(fā)機的性能參數72-73
• 5.2 數字發(fā)送機的仿真73-74
• 5.2.1 CRC校驗的仿真73
• 5.2.2 高斯濾波器的仿真73-74
• 5.2.3 Delta-Sigma的仿真74
• 5.3 數字接收機的仿真74-76
• 5.3.1 CIC梳妝濾波器的仿真74
• 5.3.2 半帶FIR濾波器的仿真74-75
• 5.3.3 數字鎖相環(huán)的仿真75-76
• 5.3.4 數字接收機FIFO的仿真76
• 5.4 綜合結果76-77
• 5.5 本章小結77-78
• 第六章 結論與展望78-80
• 參考文獻80-82
• 致謝82-84
• 作者簡介84-85

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  本文關鍵詞：基于GFSK調制的數字收發(fā)機的設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：305159