差分跳频(DFH)是集跳频图案、信息调制与解调于一体,是一个全面基于数字信号处理的全新概念的通信系统,其技术体制和原理与常规跳频完全不同,较好地解决了数据速率和跟踪干扰等问题,代表了当前短波通信的一个重要发展方向。美国Sanders公司推出了名为CHESS的新型短波跳频通信系统,并获得了成功,但我国对该体制和技术的研究还处于初始阶段,目前还不太成熟,离实际应用还有一段距离。 本文主要基于FPGA芯片的基础上对差分跳频进行了研究,用FPGA来实现数字信号处理可以很好地解决并行性和速度问题,而且其灵活的可配置特性,使得FPGA构成的DSP系统非常易于修改、测试及硬件升级。而且设计中尽量采用软件无线电体系结构,减少模拟环节,把数字化处理尽量靠近天线,从而建立一个通用、标准、模块化的硬件平台,用软件编程来实现差分跳频的各种功能,从基于硬件的设计方法中解放出来。 本文首先介绍了课题背景及研究的意义,阐述了目前差分跳频中频率合成跟频率识别的实现方案。在频率合成中,着重对DDS的相位截断误差及幅度量化误差进行仿真,找出基于FPGA实现的最佳参数及改善方法。在频率识别中,基于Xilinx公司提供FFT IP核,接收端中的位同步,频率识别均在FFT的理论上进行设计。最后根据设计方案制作基于FPGA的电路板。 设计中跳频图案、直接数字频率合成器、频率识别、位同步、跳频图案恢复、线性调频z变换等模块均采用Verilog和VHDL两种通用硬件描述语言进行设计,以便能够在所有厂家的FPGA芯片中移植。
上传时间: 2013-07-22
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本文设计和实现了基于FPGA的数字下变频器DDC,用于宽带数字中频软件无线电接收机中。采用自上向下的模块化设计方法,将DDC的功能划分为基本单元,实现这些功能模块并组成模块库。在具体应用时,优化配置各个模块来满足具体无线通信系统性能的要求。这样做比传统ASIC数字下变频器具有更好的可编程性和灵活性,从而满足不同的工程设计需求。 首先阐述了软件无线电中关键的数字信号处理技术,包括中频处理中的下变频技术、抽取技术以及带通采样技术。利用MATLAB的Simulink完成了对系统的设计与仿真,验证了设计的正确性。之后用QuartusII进行了基于FPGA抽取滤波器和NCO等关键模块的设计,编译后进行了时序仿真,最后在PCB板上实现了实际电路并应用于工程项目中。
上传时间: 2013-08-05
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本文主要对数字下变频器的FPGA实现方法进行了研究分析,重点完成了其主要模块的设计验证,最后进行了初步的系统级验证。目标任务是利用FPGA实现一个单通道专用数字下变频芯片,以目前得到广泛应用的、代表单通道DDC器件领先水平的产品——美国Intersil公司的HSP50214B为设计目标,在整体结构和一些参数上参考了该芯片的设计。 本文在深入学习软件无线电理论基础、数字信号处理的相关等相关知识的基础上,分析研究了基于FPGA的软件无线电数字下变频技术实现方法,设计实现的主要工作是设定整体系统方案、进行模块划分和接口定义;对各个设计中主要的相关算法进行分析比较,确定模块的实现方式;运用FPGA的设计方法,完成数字下变频器中NCO、CIC积分梳状滤波抽取器和FIR滤波器等关键模块分析设计、及其仿真等;最后在Altera公司的StratixII EP2S60的专用开发板上进行系统的初步调试与测试。由于系统的复杂性、时间和个人精力等因素,本文完成了模块的逻辑设计及仿真验证,系统总体的整合、仿真验证还未彻底完成。但是已经得到验证结果表明,此次的设计结构和思想是正确的,本人下一步需要做的工作就是完成系统整体的仿真和验证,并将其功能加以完善。
上传时间: 2013-04-24
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软件无线电是无线电领域研究的热点。现阶段限于硬件的发展水平,大多采用宽带中频带通采样数字化结构,数字中频技术就成为实现该结构的关键技术。目前FPGA器件在数字信号处理技术的实现方面发挥着越来越重要的作用。本文目的正是要把这两者相结合,使数字中频处理在FPGA中得到实现,满足具体的应用要求。 首先,对软件无线电体系和数字中频处理结构进行了研究;其次,在信号采样理论、多速率数字信号处理理论、滤波器设计理论、FPGA硬件数字算法等理论的基础上,结合本文的应用需要,提出了适合于FPGA实现的数字化中频处理的系统方案:采用多相结构来高效的实现抽取,并用FIR滤波器作为低通抗混叠滤波器来实现6倍抽取的抗混叠滤波。对系统进行了Matlab仿真,以验证系统方案的可行性。再次,具体通过Vefilog编程在FPGA中硬件实现该数字中频系统。其中包括混频器模块、抽取滤波器模块、信号产生器模块。 最后对该系统进行了软件仿真和硬件功能验证,结果表明数字中频系统性能达到了设计要求。
上传时间: 2013-07-26
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软件无线电技术自20世纪90年代提出以后,在许多通信系统中得到了广泛应用。本文研究了一种软件无线电数字通信系统方案的设计,并着重研究了其中中频处理单元的设计和实现。针对实际应用,本文提出了一个基于FPGA和DSP的软件无线电中频/基带数字化处理系统的设计方案。该系统的特点是所有的中频信号处理算法全部由软件实现,它主要包括高速A/D、超大规模FPGA芯片、高速DSP芯片和外部存储器等,其中超大规模FPGA芯片和高速的DSP芯片是系统的核心。DSP芯片采用的是TI公司的C6416,FPGA芯片采用的是Xilinx公司的XC2V2000FG676,既兼顾速度和灵活性,又具有较强的通用性。 本文根据“基于FPGA的中频数字化处理平台的建立及若干关键算法的实现”研究课题,主要完成了软件无线电通信系统中频数字化若干关键算法实现的任务,具体包括通用数字中频板的设计、中频板上FPGA和DSP、D/A的接口设计、各种数字通信关键技术(数字上/下变频、调制解调、信道编译码、交织解交织等)的FPGA实现。本文研究的系统分别在Matlab、ISE、Modelsim、Visual DSP++、ChipScope Pro等软件中进行了仿真和验证,并已交付使用。结果表明,本文提出的方案正确可行,达到了预定要求。本文的工作对其它软件无线电系统的实现也具有较大的参考价值。
上传时间: 2013-04-24
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软件无线电已成为无线通信非常关键的技术之一。其基本思想是将宽带A/D、D/A尽可能靠近天线,在一个开放式、模块化的通用硬件平台上用尽可能多的软件来实现无线电台的各种功能。 本文所讨论的多相滤波器组信道化接收机(PPCR)及信道非均匀划分,即是应用了软件无线电理念的一种新技术。该技术针对传统无线电接收机存在的结构不灵活、系统升级困难、同时处理多信号能力弱及系统规模过大等问题,应用现代多速率信号处理理论对之进行了改进。改进后的软件无线电PPCR.具有全概率接收能力,能对信号进行下变频并降低其采样率处理,实现后资源耗费较低,而且依托现场可编程门阵列(FPGA)建立的平台是开放式的,在需要时可在不改变硬件系统的情况下通过软件更改系统的功能,极大地提高了系统的灵活性。诸多的优点使其具有十分广泛的应用前景,也成为当前研究热点之一。 本文首先介绍了课题的应用背景,并深入讨论了软件无线电的基本理论:信号采样理论及多速率信号处理理论,介绍了应用PPCR的采样处理过程,给出了推导PPCR的数学模型,并在此基础上分析阐述了信道非均匀划分的原理。 在本文的系统仿真及实现部分,首先介绍了应用现代DSP开发工具DSPBuilder进行开发的设计流程,然后对应用DSP Builder来设计PPCR中的主要模块一多相滤波器组及快速傅立叶变换模块做了详细阐述,最后对系统仿真及实现过程的实验结果图进行了分析。 本文主要是在实验室阶段对算法在硬件实现上进行研究。成果可以作为后续应用研究的基础,对各种应用软件无线电理念的通信系统都具有一定的参考价值。
上传时间: 2013-06-17
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本书是一本电子技术的入门读物。书中以图解的形式,较系统地介绍了电子技术的基本知识,内容涉及模拟万用表和数字万用表的基本性能和使用方法,常用元器件和集成电路的识别和检测方法,印制电路板的制作方法,元器件的代用与自制的技巧,以及自制万用表、信号发生器、无线电检测仪常等用电子仪表和知识和技能,重点突出了实用技术和操作方法。全书图文并茂,直观易懂,内容丰富,实用性强。
上传时间: 2013-06-06
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随着信号处理技术的进步和电子技术的发展,雷达信号侦察接收机逐渐从模拟体制向数字体制转变。软件无线电概念的提出,促使雷达侦察接收机朝大带宽、全截获方向发展,现有的串行信号处理体制已经很难满足系统要求。FPGA器件的出现,为实现宽带雷达信号侦察数字接收机提供了硬件支持。 本文结合FPGA芯片特点,在前人研究基础上,从算法和硬件实现两方面,对雷达信号侦察数字接收机若干关键技术进行了研究和创新,主要研究内容包括以下几个方面。 1)给出了基于QuartusII/Matlab和ISE/ModelSim/Matlab的两种FPGA设计联合仿真技术。这种联合仿真技术,大大提高了基于FPGA的雷达信号侦察数字接收机的设计效率。 2)给出了一种基于FFT/IFFT的宽带数字正交变换算法,并将该算法在FPGA中进行了硬件实现,设计可对600MHz带宽内的输入信号进行实时正交变换。 3)提出了一种全并行结构FFT的FPGA实现方案,并将其在FPGA芯片中进行了硬件实现,设计能够在一个时钟周期内完成32点并行FFT运算,满足了数字信道化接收机对数据处理速度的要求。 4)提出了一种自相关信号检测FPGA实现方案,通过改变FIFO长度改变自相关运算点数,实现了弱信号检测。提出通过二次门限处理来消除检测脉冲中的毛刺和凹陷,降低了虚警概率,提高了检测结果的可靠性。 5)在单通道自相关信号检测算法基础上,提出采用三路并行检测,每路采用不同的相关点数和检测门限,再综合考虑三路检测结果,得到最终检测结果。给出了算法FPGA实现过程,并对设计进行了联合时序仿真,提高了检测性能。 6)给出了一种利用FFT变换后的两根最大谱线进行插值的快速高精度频率估计方法,并将该算法在FPGA硬件中进行了实现。通过利用FFT运算后的实/虚部最大值进行插值,降低了硬件资源消耗、缩短了运算延迟。 7)结合4)、5)、6)中的研究成果,完成了对雷达脉冲信号到达时间、终止时间、脉冲宽度和脉冲频率的估计,最终在一块FPGA芯片内实现了一个精简的雷达信号侦察数字接收机,并在微波暗室中进行了测试。
上传时间: 2013-06-13
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雷达即无线电探测和测距。雷达装在船上用于航行避让、船舶定位和引航的称为船用导航雷达。船用导航雷达是测定本船位置和预防冲撞事故所不可缺少的系统。它能够准确捕获其它船只、陆地、航线标志等物标信息,并将其显示在显示屏上。 本文围绕船用导航雷达展开了研究,研究内容分为以下几个部分: 首先介绍了雷达的概念、基本原理和主要应用,而且详细叙述了船用导航雷达的发展和工作原理及特性。 然后根据雷达的基本原理和船用导航雷达的特点,设计了基于FPGA、ARM、DSP的船用导航雷达系统,并采用了DDR SDRAM存储器。ARM、DSP和FPGA是当今主流的高速数字信号处理芯片,满足了船用导航雷达系统的要求。 最后根据VGA显示器的原理和雷达图像的叠加原理,实现了基于FPGA的VGA雷达图像叠加显示,并得到了所需的雷达图像。从结果可以看出,本系统的设计是符合要求的。
上传时间: 2013-07-20
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软件无线电(SDR)
上传时间: 2013-06-13
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