本文關(guān)鍵詞：面向行業(yè)專網(wǎng)的軟件無線電收發(fā)機(jī)數(shù)字中頻處理技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：行業(yè)專網(wǎng)通信是一種主要用于國(guó)家安全、軍事、金融、能源、政府、工業(yè)等重要部門的通信網(wǎng)絡(luò),關(guān)系到國(guó)計(jì)民生問題。本課題的目的是設(shè)計(jì)一款帶寬可配、頻點(diǎn)可配的無線寬帶射頻芯片,來滿足不同行業(yè)專網(wǎng)的需求。本論文主要研究了芯片內(nèi)數(shù)字中頻的設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試過程。由于行業(yè)專網(wǎng)的種類繁多,為了覆蓋到盡量多的專網(wǎng)應(yīng)用,本芯片在設(shè)計(jì)時(shí)采用了軟件無線電技術(shù)。軟件無線電技術(shù)利用軟件靈活可配置的特點(diǎn),在支持多種調(diào)制解調(diào)方式、多種應(yīng)用帶寬和多種應(yīng)用頻點(diǎn)等方面具有較大的優(yōu)勢(shì),本設(shè)計(jì)所屬的芯片是一款基于數(shù)字中頻結(jié)構(gòu)的軟件無線電收發(fā)機(jī)芯片。數(shù)字中頻分為數(shù)字上變頻和數(shù)字下變頻,數(shù)字上變頻是對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行插值、上混頻的過程,數(shù)字下變頻是對(duì)中頻信號(hào)下混頻、抽取的過程。由于插值和抽取都需要濾波器,本設(shè)計(jì)主要采用了半帶濾波器和積分梳狀濾波器這兩種高效數(shù)字濾波器,它們的運(yùn)算速度快,占用的面積少。根據(jù)應(yīng)用帶寬的不同,行業(yè)專網(wǎng)分為窄帶行業(yè)專網(wǎng)和寬帶行業(yè)專網(wǎng);根據(jù)是否需要混頻,窄帶行業(yè)專網(wǎng)又分為內(nèi)部解調(diào)和外部解調(diào)。本設(shè)計(jì)的數(shù)字上變頻和數(shù)字下變頻各有15種模式,最高采樣率為322.56MHz,帶寬從5k Hz至20MHz可配置,支持2MHz低中頻調(diào)制和解調(diào),上/下混頻時(shí)使用了不產(chǎn)生雜散的數(shù)控振蕩器,且不同的工作模式相互復(fù)用濾波器,這樣能減小整個(gè)數(shù)字部分的規(guī)模和面積。本設(shè)計(jì)首先根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)制定了各模塊的參數(shù),然后用Verilog硬件語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)并通過Modelsim仿真驗(yàn)證功能和性能,再使用后端工具完成數(shù)字綜合和版圖設(shè)計(jì),經(jīng)過后仿驗(yàn)證后采用TSMC 65nm工藝流片,數(shù)字中頻的面積為3.2mm2,共計(jì)48萬門標(biāo)準(zhǔn)單元,最大功耗為33m W。經(jīng)測(cè)試其性能良好,所有帶寬都符合設(shè)計(jì)要求,數(shù)字上變頻的帶外抑制在55d B左右,數(shù)字下邊頻的帶外抑制在60d B左右,輸出信號(hào)的SNR在52d B以上,整個(gè)系統(tǒng)的接收靈敏度在誤比特率為10-3時(shí)能達(dá)到-110d Bm,滿足項(xiàng)目指標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字中頻 半帶濾波器 積分梳狀濾波器 插值 抽取
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 引言8-11
• 1.1 研究背景與研究意義8-9
• 1.2 軟件無線電的概念9-10
• 1.3 論文主要內(nèi)容10-11
• 第2章 數(shù)字中頻的基礎(chǔ)理論11-20
• 2.1 數(shù)字中頻的概述11-12
• 2.2 高效數(shù)字濾波器12-17
• 2.2.1 半帶濾波器12-13
• 2.2.2 積分梳狀濾波器13-17
• 2.3 數(shù)字上 /下混頻17-18
• 2.4 數(shù)控振蕩器18-20
• 第3章 數(shù)字中頻的系統(tǒng)設(shè)計(jì)20-48
• 3.1 工作模式劃分20-22
• 3.2 數(shù)字上變頻的系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-33
• 3.2.1 窄帶行業(yè)專網(wǎng)內(nèi)部解調(diào)設(shè)計(jì)22-23
• 3.2.2 窄帶行業(yè)專網(wǎng)外部解調(diào)設(shè)計(jì)23-29
• 3.2.3 寬帶行業(yè)專網(wǎng)設(shè)計(jì)29-32
• 3.2.4 數(shù)字上變頻整體結(jié)構(gòu)32-33
• 3.3 數(shù)字下變頻的系統(tǒng)設(shè)計(jì)33-45
• 3.3.1 窄帶行業(yè)專網(wǎng)內(nèi)部解調(diào)設(shè)計(jì)33-34
• 3.3.2 窄帶行業(yè)專網(wǎng)外部解調(diào)設(shè)計(jì)34-42
• 3.3.3 寬帶行業(yè)專網(wǎng)設(shè)計(jì)42-44
• 3.3.4 數(shù)字下變頻整體結(jié)構(gòu)44-45
• 3.4 JESD207接口的設(shè)計(jì)45-48
• 第4章 數(shù)字中頻的仿真與硬件實(shí)現(xiàn)48-55
• 4.1 數(shù)字中頻的前仿48-51
• 4.1.1 數(shù)字上變頻前仿結(jié)果48-50
• 4.1.2 數(shù)字下變頻前仿結(jié)果50-51
• 4.2 多時(shí)鐘域的處理51-53
• 4.3 數(shù)字中頻的版圖設(shè)計(jì)53-54
• 4.4 數(shù)字中頻的后仿54-55
• 第5章 數(shù)字中頻的芯片測(cè)試55-67
• 5.1 數(shù)字上變頻的測(cè)試55-58
• 5.2 數(shù)字下變頻的測(cè)試58-61
• 5.3 調(diào)制解調(diào)測(cè)試61-63
• 5.4 芯片的自動(dòng)校準(zhǔn)測(cè)試63-67
• 5.4.1 發(fā)射機(jī)的片外自動(dòng)校準(zhǔn)63-65
• 5.4.2 接收機(jī)的片外自動(dòng)校準(zhǔn)65-67
• 第6章 總結(jié)和展望67-69
• 6.1 總結(jié)67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-71
• 致謝71-73
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果73

【相似文獻(xiàn)】

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1 翁俊,鄒，

本文編號(hào)：387459