基于软件无线电的硬件设计与调试

论文摘要

软件无线电技术的出现是通信领域继固定通信到移动通信、模拟通信到数字通信之后第三次革命。它充分利用现代微电子技术、数字通信技术及软件技术,可以满足未来移动用户的“无缝”接入。搭建一个软件无线电的实验平台不仅具有重要理论意义,而且具有实用价值。本文介绍了软件无线电的概况和其核心技术之一:中频数字化原理。根据以上原理,以Xilinx公司大规模可编程逻辑器件Virtex-4,两块TI公司高性能定点DSP芯片TMS320C6414和TMS320C6416,以及具有ARM7TDMI内核的ARM芯片为核心,设计实现了一个基于软件无线电的硬件实验平台,并详细介绍了硬件和软件的调试。该平台具有通用、灵活的特点,可以通过软件灵活地配置和实现多种通信模块,例如数字上/下变频、基带信号编解码方式、调制方式等通信模块实体,构造实现不同的通信系统,用于满足多个课题研究的需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 软件无线电的简介及发展现状
• 1.1.1 软件无线电的简介
• 1.1.2 软件无线电的发展现状
• 1.2 本论文的研究背景及主要研究内容
• 第二章 中频数字化技术
• 2.1 中频数字化概述
• 2.2 采样定理
• 2.2.1 基本采样理论
• 2.2.2 带通采样理论
• 2.3 多抽样率信号处理
• 2.3.1 整数倍抽取
• 2.3.2 整数倍内插
• 2.4 中频数字化对硬件的要求
• 2.4.1 中频模数（A/D）/数模（D/A）转换
• 2.4.2 中频数字上/下变频（DUC/DDC）
• 第三章 软件无线电平台的硬件实现
• 3.1 总体方案设计及主要器件选型
• 3.2 FPGA模块
• 3.2.1 芯片介绍
• 3.2.2 管脚分配
• 3.2.3 配置模式
• 3.3 DSP模块
• 3.3.1 芯片介绍
• 3.3.2 芯片的设置
• 3.3.3 外部存储器接口设计
• 3.3.4 DSP的外设
• 3.4 ARM模块
• 3.4.1 芯片简介
• 3.4.2 ARM电源管理模块
• 3.4.3 ARM时钟
• 3.5 模数（A/D）、数模（D/A）转换模块
• 3.6 电源模块详细设计
• 3.7 通信接口设计
• 3.7.1 ARM与PC的接口
• 3.7.2 ARM与DSP的接口
• 3.7.3 双DSP之间的通信接口
• 3.7.4 FPGA与ARM和DSP的通信
• 3.8 原理图及PCB设计
• 3.8.1 原理图
• 3.8.2 PCB布局
• 3.8.3 PCB布线
• 第四章 实验平台的软件配置
• 4.1 ARM的初始化配置
• 4.2 DSP的初始化配置
• 第五章 实验板的调试
• 5.1 硬件调试
• 5.2 软件调试
• 5.3 调试结果
• 5.3.1 平台功能调试结果
• 5.3.2 平台在实验中的应用
• 5.3.3 遇到的问题及解决方法
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 硕士在读期间的研究成果