软件无线电在直放站中的应用研究

论文摘要

传统无线电系统对硬件依赖性强,而且信号的适应能力很差,软件无线电的出现改变了这种局面。其基本思想就是让A/D、D/A尽可能靠近天线,把硬件作为无线通信的基本平台,让尽可能多的无线通信功能用软件来实现,这样无线通信系统具有很好的通用性和灵活性,使系统的更新和升级变的更加方便。受目前器件水平的限制,现阶段尚无法对射频直接采样,而只能在中频进行采样,再利用数字信号处理技术来完成中频模块的设计。论文讨论了软件无线电技术在直放站中的应用。首先从阐述软件无线电的理论基础出发,对数字上/下变频技术、多速率采样技术、几种常用的数字滤波器进行了分析和探讨。然后建立系统的实现方案,选择合适芯片设计系统的硬件电路,进而介绍了用FPGA实现中频信号处理的流程。最后利用MATLAB中的simulink进行系统级仿真,验证了系统方案设计的可行性,并介绍了整个系统调试的过程和结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 软件无线电简介
• 1.2 软件无线电在直放站中的应用
• 1.3 论文研究的内容
• 第二章 软件无线电的数字中频理论基础
• 2.1 采样定理
• 2.1.1 Nyquist采样定理
• 2.1.2 带通采样定理
• 2.2 数字上/下变频
• 2.2.1 数字上变频
• 2.2.2 数字下变频
• 2.2.3 数字控制振荡器
• 2.3 多速率信号处理
• 2.3.1 整数倍数的抽取
• 2.3.2 整数倍数的内插
• 2.4 三种常用数字滤波器
• 2.4.1 CIC滤波器
• 2.4.2 半带滤波器
• 2.4.3 FIR滤波器
• 第三章 软件无线电直放站中频模块的硬件设计
• 3.1 引言
• 3.2 芯片选择和系统结构
• 3.3 高速数据采集电路设计
• 3.3.1 AD芯片的选择
• 3.3.2 外围电路及接口设计
• 3.4 数据处理模块设计
• 3.4.1 FPGA芯片EP3C25E144 介绍
• 3.4.2 外围电路设计
• 3.5 D/A转换电路的设计
• 3.5.1 AD9742 芯片简介
• 3.5.2 外围电路设计
• 3.6 电源和地的设计
• 3.6.1 系统电源的设计
• 3.6.2 地的设计
• 第四章 软件无线电直放站中频模块的软件设计
• 4.1 QUARTUSII软件简介及开发流程
• 4.2 基于FPGA的系统软件设计
• 4.2.1 软件设计的总体框架
• 4.2.2 三种数字滤波器的设计
• 第五章 软件无线电直放站中频模块的仿真和调试
• 5.1 中频滤波处理的MATLAB仿真
• 5.1.1 对模拟信号采样的仿真分析
• 5.1.2 数字下变频中抽取滤波的仿真分析
• 5.1.3 数字上变频中内插滤波的仿真分析
• 5.1.4 中频滤波处理的系统级仿真
• 5.2 系统调试
• 5.2.1 数字控制振荡器的测试
• 5.2.2 CIC抽取滤波器的调试
• 5.2.3 CIC内插滤波器的调试
• 5.2.4 HB抽取滤波器的实现
• 5.2.5 FIR滤波器的调试
• 5.2.6 整个系统的测试
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的主要研究成果
• 附录