论文摘要
本论文提出基于软件无线电的实时频谱分析技术的研究和实现,是为了更加适应现代无线技术发展趋势的测量需求。要实现实时频谱分析,就要很好的解决“频谱计算快”和“频谱显示快”的问题。“两快”的设计要求造成了实时频谱分析技术中,实现高速率信号的频谱计算压力大和实现高速率离散信号的频谱显示压力大的难题,文章分别通过设计分布式结构的多相滤波器组合、FFT并行计算、外设双端口RAM乒乓结构的直方图统计以及索引颜色表的方法使难题得以解决。首先本文详细介绍了实时频谱分析中的关键技术的仿真。其中阐述了模拟正交采样和数字下变频技术,完成93.333333MHz采样信号对中频70M的模拟信号进行带通采样和设计正交采样器完成信号采样以及正交化；滤波降采样技术,完成0～30倍的信号抽取的5级CIC滤波抽取器设计,完成（0～32）倍的信号抽取的用5级HBF级联结构设计,完成每个支节只系数个数为16的分布结构的多相滤波设计；频谱分析技术,研究帧重叠技术的优缺点以及帧重叠与实践分辨率的关系；FFT后信号处理,完成功率计算与补偿的研究；通过数字直方图统计和构造位图显示来实现实时频谱显示的关键技术——“数字荧光技术”的仿真实现。其次详细介绍了本课题研究的硬件组成和各功能模块的FPGA实现方法。硬件采用计算机PCI插卡形式,FPGA选用XILINX公司的SPARTAN-3芯片。在FPGA中实现正交采样器、滤波降采样模块、帧重叠组合单元、数字荧光统计单元等功能模块的实现,其中在滤波降采样模块中,详细介绍了CIC滤波器、HB滤波器和分布式算法的FIR滤波器的FPGA实现。作为本课题研究重点,数字荧光统计FPGA实现,从地址映射和直方图统计两个部分进行了详细介绍,解决“频谱计算快”的问题最后详细介绍了实时频谱显示的软件实现,阐述了数字荧光显示技术和频谱图的软件实现方法。其中,数字荧光显示技术是本课题研究的重点,其中详细的介绍了构造bmp位图显示、数字余辉显示和半透明显示的软件实现,解决“频谱显示快”的问题。