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基于FPGA的软件无线电数字接收机的研究.rar

资 源 简 介

在现代电子系统中,数字化已经成为发展的必然趋势,接收机数字化是电子系统数字化中的一项重要内容,对数字化接收机的研究具有重要的意义。随着数字化理论和微电子技术的迅速发展,高速的中频数字化接收机的实现已经成为可能。本文研究了一种基于FPGA的软件无线电数字接收平台的设计,并着重研究了其中数字中频处理单元的设计和实现。FPGA器件具有设计灵活、开发周期短和开发成本低等优点,所以广泛应用于各种通信系统中。相比于传统的DSP串行结构,FPGA能够进行流水线性设计,对数据进行并行处理,所以FPGA在进行数据量大,要求实时处理的系统设计时有很大的优势。 本文首先首先分析了软件无线电当前的发展趋势及技术现状,针对存在的处理速度跟不上的DSP瓶颈问题,提出了中频软件无线电的FPGA实现方案。本文以FPGA实现为重点,在深入分析软件无线电相关理论的基础上,着重研究和完成了中频软件无线电数字接收平台两大模块的FPGA实现:数字下变频相关模块和数字调制解调模块。其中,在深入研究数字下变频实现结构的基础上,首先对数字下变频模块的数控振荡器(NCO)采用了直接频率合成技术(DDS)实现,其频率分辨率高,灵活,易于实现;高效抽取滤波器组由积分梳状滤波器(CIC),半带滤波器(HB),FIR滤波器组成。对积分梳状滤波器(CIC)本文采用了Hogenaur“剪除”理论对内部寄存器的位宽进行改进,极大地节约了资源,提高了运行速率。对FIR滤波器和半带滤波器采用了(DA)分布式算法,它的运行速度只与数据的宽度有关,只有加减法运算和二进制除法,既缩减了系统资源又大大节省了运算时间,实现了高效的实时处理。对数字调制解调模块,重点研究和完成了2ASK和2FSK的调制解调的FPGA实现,模块有很好的通用性,能方便地移植到其它的系统中。在文章的最后还对整个系统进行了Matlab仿真,验证了系统设计思想的正确性。在系统各个关键模块的设计过程中,都是先依据一定的设计指标进行verilog编程,然后再在Quartus软件中编译,时序仿真测试,并与Matlab仿真结果进行对比,验证设计的正确性。

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