中频软件无线电接收硬件平台的设计与实现

论文摘要

传统无线收发系统功能单一、可扩展性差,其局限性日益显现。软件无线电的出现从根本上改变了无线电台的设计理念,它强调以开放性的最简单硬件结构为通用平台,尽可能地用可升级、可重配置的应用软件来实现各种无线电功能。因此,这一技术得到了广泛的关注。通过对软件无线电基本原理和结构的研究,结合目前电子器件的发展水平,设计了一种基于专用数字下变频器HSP50214BVC,并以通用数字信号处理器TMS320VC5402为核心的中频数字化软件无线电接收机硬件平台。本文对A/D信号采样、中频数字信号处理、基带数字信号处理、USB2.0接口的硬件设计,以及DSP底层软件,CPLD和USB软件设计作了较为详细的描述。其中,专用数字下变频芯片的使用大大简化了系统的设计,提高了硬件系统的可靠性。USB接口以其即差即用的特点方便了用户对数据的采集和处理,同时其高传输速率为满足系统实时性要求带来很大的便利。整个系统具有较强的灵活性,适应了软件无线电的设计要求。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 软件无线电的概念
• 1.3 软件无线电的发展现状和展望
• 1.4 本课题研究的内容和目的
• 第二章 软件无线电的基础理论
• 2.1 采样定理
• 2.1.1 Nyquist 采样定理
• 2.1.2 带通信号采样定理
• 2.2 数字混频正交变换
• 2.3 软件无线电中的多速率信号处理
• 2.3.1 整数倍抽取
• 2.3.2 整数倍内插
• 2.3.3 两种重要的抽取、内插滤波器
• 2.4 软件无线电的基本结构
• 第三章 中频数字化接收系统结构
• 3.1 系统总体框架
• 3.2 系统的具体实现
• 3.3 前端模块的设计
• 3.3.1 带通滤波器
• 3.3.2 隔离电路
• 3.3.3 放大电路
• 3.3.4 差分转换电路
• 3.4 采样模块的设计
• 3.4.1 采样频率的选择
• 3.4.2 A/D 转换器的选择及设置
• 第四章 数字下变频模块的设计
• 4.1 数字下变频的功能
• 4.2 HSP50214BVC 的结构及功能
• 4.3 HSP50214BVC 的设计与应用
• 4.3.1 与AD9214 的连接
• 4.3.2 数字本振的设定
• 4.3.3 滤波器抽取因子的设定
• 4.3.4 计算时钟信号的设置
• 4.3.5 255 阶FIR 滤波器的设定
• 4.3.6 控制字的设置过程
• 4.3.7 启动/停止方式
• 4.3.8 数据输出方式的设定
• 第五章 基带数字信号处理模块的设计
• 5.1 TMS320VC5402 的结构和特点
• 5.2 外部存储器
• 5.3 程序加载
• 5.4 DSP 的存储器空间组织
• 5.5 3.3V、5V 混合电路的设计
• 5.6 TMS320VC5402 的软件设计
• 5.6.1 DSP 软件开发流程
• 5.6.2 软件开发环境
• 5.6.3 源程序框架
• 5.6.4 调试结果
• 5.7 FLASH 的烧写
• 第六章 USB 接口模块的设计
• 6.1 EZ-USB FX2 的特点
• 6.2 设备的检测
• 6.3 USB 数据传输类型
• 6.4 端点缓冲区的设定
• 6.4.1 端点缓冲区的组成
• 6.4.2 端点缓冲区在高速和全速模式下的区别
• 6.5 USB 与DSP 接口方式
• 6.5.1 从属FIFO 方式
• 6.5.2 GPIF 方式
• 6.5.3 本系统接口方式的设定
• 6.6 USB 接口工作流程
• 6.7 CY7C68013A 的软件设计
• 6.7.1 软件开发工具
• 6.7.2 固件的设计
• 6.7.3 实验数据的分析
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 论文发表情况
• 参考文献
• 附录1 HSP50214BVC 部分控制寄存器
• 附录2 前端模块原理图
• 附录3 数字处理模块原理图
• 附录4 电路板实物图
• 详细摘要