發(fā)布時(shí)間：2017-09-29 01:07

  本文關(guān)鍵詞：一種基于FPGA的軟件無線電平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,各種各樣新型的通信體制和標(biāo)準(zhǔn)不斷提出,無線通信系統(tǒng)領(lǐng)域出現(xiàn)了各種標(biāo)準(zhǔn)激烈競(jìng)爭(zhēng),多種通信體制并存,頻率資源越來越匱乏等問題。而且通信產(chǎn)品生命期縮短,研發(fā)成本不斷提高,各種通信體制互聯(lián)需求日趨強(qiáng)烈,對(duì)通信頻帶利用率和抗干擾能力要求不斷提高。為了解決這些問題,人們希望可以設(shè)計(jì)一個(gè)多頻段、多模式、多功能可以互相兼容的硬件平臺(tái),以實(shí)現(xiàn)各個(gè)不同通信系統(tǒng)的無縫連接,適應(yīng)多種需求。軟件無線電作為新型的體系結(jié)構(gòu),是一種有效的解決方案。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,為軟件無線電動(dòng)態(tài)軟件編程和對(duì)硬件進(jìn)行有效重構(gòu)提供了非常有利的技術(shù)支撐,使得軟件無線電成為一種應(yīng)用越來越廣泛的通信方式,在移動(dòng)通信技術(shù)中的地位越來越重要�；诖�,本論文研究了一種基于FPGA的軟件無線電平臺(tái),完成了該平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及硬件實(shí)現(xiàn),該平臺(tái)支持多頻段、多模式的通信系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)多種通信制式。本論文的主要內(nèi)容有:1.討論了軟件無線電的定義、結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn),分析了目前軟件無線電的研究狀態(tài)、技術(shù)制約和未來的發(fā)展趨勢(shì)。2.研究了軟件無線電中的高速信號(hào)處理器的特點(diǎn)及其選擇,將幾種常見的信號(hào)處理器進(jìn)行分析對(duì)比,結(jié)合本軟件無線電平臺(tái)的特點(diǎn),給出了選取的原則。然后,對(duì)軟件無線電中的數(shù)字前端技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析,并給出了具體實(shí)現(xiàn)時(shí)的設(shè)計(jì)方法。3.論述了本軟件無線電平臺(tái)方案設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn),討論了本平臺(tái)中各個(gè)模塊的組成結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方法,完成了射頻模塊、FPGA模塊、PC與FPGA之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì),初步搭建了一種基于FPGA的軟件無線電平臺(tái),該軟件無線電平臺(tái)支持PC端直接對(duì)射頻模塊和FPGA功能模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)在線重配置。并對(duì)本平臺(tái)中各個(gè)主要模塊進(jìn)行了實(shí)際的性能測(cè)試。4.給出了本軟件無線電平臺(tái)的兩種具體應(yīng)用,這兩種應(yīng)用都是基于項(xiàng)目組的具體需求設(shè)計(jì)的,主要是為項(xiàng)目中的通信算法提供硬件驗(yàn)證平臺(tái)。主要實(shí)現(xiàn)了GSM接收機(jī)中的射頻部分、軟件控制部分和下變頻部分,還有一種通信收發(fā)信機(jī)中的上變頻、FPGA模塊和數(shù)據(jù)傳輸控制等部分。最后,對(duì)本軟件無線電平臺(tái)所實(shí)現(xiàn)的兩種應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)際的板級(jí)驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：軟件無線電 FPGA 無線通信
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92;TN791
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-15
• 縮略詞表15-16
• 第一章 緒論16-21
• 1.1 軟件無線電(SDR)概述16-17
• 1.1.1 軟件無線電的定義16
• 1.1.2 軟件無線電的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)16-17
• 1.2 軟件無線電(SDR)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 軟件無線電（SDR）的瓶頸及發(fā)展趨勢(shì)19
• 1.3.1 軟件無線電的技術(shù)瓶頸19
• 1.3.2 軟件無線的發(fā)展趨勢(shì)19
• 1.4 本論文的主要工作及結(jié)構(gòu)安排19-21
• 第二章 高速數(shù)字信號(hào)處理器的研究及選取21-29
• 2.1 引言21
• 2.2 FPGA結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)21-26
• 2.2.1 FPGA基本結(jié)構(gòu)組成21-25
• 2.2.2 FPGA特點(diǎn)25-26
• 2.3 數(shù)字信號(hào)處理器的對(duì)比26-27
• 2.3.1 ASIC與FPGA比較26
• 2.3.2 DSP與FPGA比較26-27
• 2.4 高速數(shù)字信號(hào)處理器的選取27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 軟件無線電數(shù)字前端研究及實(shí)現(xiàn)29-46
• 3.1 引言29
• 3.2 信號(hào)采樣理論與正交信號(hào)變換29-30
• 3.2.1 低通采樣定理29-30
• 3.2.2 帶通信號(hào)采樣定律30
• 3.3 正交信號(hào)變換30-31
• 3.4 多速率信號(hào)處理31-32
• 3.5 軟件無線電中的多速率信號(hào)處理32-37
• 3.5.1 采樣信號(hào)的等效基帶譜32-33
• 3.5.2 抽取及內(nèi)插理論分析33-37
• 3.6 軟件無線電數(shù)字上下變頻設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)37-45
• 3.6.1 積分梳狀（CIC）濾波器37-40
• 3.6.2 半帶（HB）濾波器40-42
• 3.6.3 濾波器的實(shí)現(xiàn)方法42-45
• 3.7 本章小結(jié)45-46
• 第四章 軟件無線電平臺(tái)的方案設(shè)計(jì)46-73
• 4.1 引言46
• 4.2 軟件無線電平臺(tái)的結(jié)構(gòu)研究與設(shè)計(jì)46-50
• 4.2.1 軟件無線電中的數(shù)字采樣結(jié)構(gòu)46-48
• 4.2.2 典型的軟件無線電系統(tǒng)48-49
• 4.2.3 軟件無線平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)49-50
• 4.3 射頻模塊設(shè)計(jì)50-65
• 4.3.1 Radio420S射頻芯片特性50-51
• 4.3.2 Radio420S射頻芯片結(jié)構(gòu)51-55
• 4.3.3 串行外設(shè)接口55-56
• 4.3.4 射頻模塊的設(shè)計(jì)與參數(shù)配置56-60
• 4.3.5 射頻模塊參數(shù)配置的實(shí)現(xiàn)60-63
• 4.3.6 射頻模塊的功能測(cè)試63-65
• 4.4 PC端軟件模塊65-66
• 4.5 PC與FPGA傳輸設(shè)計(jì)66-72
• 4.5.1 千兆以太網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)組成66-69
• 4.5.2 FPGA與PC通信接口設(shè)計(jì)69-70
• 4.5.3 FPGA與PC通信傳輸性能測(cè)試及分析70-72
• 4.6 本章小結(jié)72-73
• 第五章 軟件無線電平臺(tái)的應(yīng)用73-89
• 5.1 引言73
• 5.2 平臺(tái)的參數(shù)分析73-74
• 5.3 GSM接收機(jī)數(shù)字下變頻的實(shí)現(xiàn)74-82
• 5.3.1 射頻模塊的配置74-75
• 5.3.2 數(shù)字下變頻設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)75-80
• 5.3.3 數(shù)字下變頻模塊的驗(yàn)證80-82
• 5.4 一種通信收發(fā)信機(jī)在本平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)82-88
• 5.4.1 結(jié)構(gòu)框圖82-83
• 5.4.2 FPGA中模塊設(shè)計(jì)83-86
• 5.4.3 射頻模塊設(shè)計(jì)86
• 5.4.4 收發(fā)信機(jī)的驗(yàn)證86-88
• 5.5 本章小結(jié)88-89
• 第六章 總結(jié)89-91
• 6.1 主要工作及貢獻(xiàn)89-90
• 6.2 進(jìn)一步研究工作90-91
• 致謝91-92
• 參考文獻(xiàn)92-94

【參考文獻(xiàn)】

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1 姜巖峰;張東;于明;;數(shù)字接收機(jī)中CIC濾波器的設(shè)計(jì)[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2011年08期

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中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 卜妍;郝莉;廖艷;;抽取式HB濾波器基于FPGA的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)[A];2008年中國西部青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

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本文編號(hào)：939079