论文摘要
软件无线电的中心思想是:构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,将各种功能用软件来完成,并使宽带A/D和D/A尽可能靠近天线,以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。但由于受A/D和DSP芯片处理速度的限制,目前的软件无线电接收机大多采用增加数字下变频环节的方案,以降低射频或中频信号的采样速率,满足DSP芯片实时处理的要求。数字下变频技术已成为当今软件无线电接收机不可或缺的一部分,是软件无线电接收机研制的核心技术之一。本文正是针对软件无线电接收机的核心环节—数字下变频展开研究,首先从数字下变频的输入级—模数转换模块展开研究,介绍了软件无线电的采样理论,重点论述了有益于降低采样速率的带通采样定理,推导了信号加窗后的频域表达式,分析了窗函数对数字化频谱分析的影响;其次论述了多速率信号处理理论和数字信道化技术,建立了抽取器和分析滤波器组的多相数学模型,分析了CIC滤波器的频谱特性;然后文章针对基于DDS技术的NCO设计给出了详细的理论推导,通过严密的数学公式分析得出了影响NCO性能的因素,并针对其关键性能给出了相应的matlab仿真图形:在理论研究分析的基础上,文章最后创新性地给出了数字下变频各个模块的TMS320C6713的实现方案,并用汇编语言编写了DSP软件,而且在CCS中进行了软件仿真,验证了设计的正确性。本文结合TI公司推出的高档处理器芯片—TMS320C6713提出的全DSP数字下变频方案是数字下变频器设计中的一大创新,为数字下变频器的全DSP实现进行了有益的理论探讨和相应的软件设计。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 引言1.2 数字下变频的研究现状1.3 论文研究的内容及意义第2章 采样方案选择及数字化频谱分析方法2.1 信号采样方案对比分析2.1.1 Nyquist采样定理2.1.2 过采样技术2.1.3 正交采样技术2.1.4 带通采样定理2.1.5 数字下变频采样方案选择2.2 适合数字下变频的软件无线电结构分析2.2.1 射频全宽开低通采样软件无线电结构2.2.2 射频直接带通采样软件无线电结构2.2.3 宽带中频带通采样软件无线电结构2.2.4 软件无线电组成结构方案选择2.3 数字化频谱分析2.3.1 加窗信号频谱仿真分析2.3.2 窗函数的物理意义2.3.3 几种常用窗函数频谱仿真及分析2.3.4 窗函数的选用原则2.4 本章小结第3章 高效数字滤波及多相滤波数学模型建立3.1 整数倍抽取3.2 整数倍内插3.3 分数倍采样率变换结构分析3.3.1 基带信号采样率变换分析3.3.2 带通信号抽取变换结构分析3.4 抽取器的多相滤波数学模型推导3.5 数字信道化多相滤波结构数学模型推导3.5.1 均匀分析滤波器组基本结构3.5.2 均匀分析滤波器组多相结构3.6 高效数字滤波器性能仿真分析3.6.1 半带滤波器性能分析3.6.2 积分梳状滤波器频谱仿真及分析3.7 数字下变频滤波方案分析3.8 本章小结第4章 基于DDS技术的正交NCO设计4.1 信号正交变换的基本理论4.2 IQ通道幅相不平衡仿真分析4.3 几种数字正交变换技术对比4.3.1 基于傅立叶变换的数字正交变换4.3.2 离散希尔伯特正交变换4.3.3 多相滤波数字正交变换4.3.4 数字混频正交变换4.4 用 DDS技术设计NCO4.4.1 理想 DDS输出谱特性推导分析4.4.2 相位截断DDS输出谱特性推导分析4.5 本章小结第5章 数字下变频的DSP实现5.1 数字下变频方案设计5.2 处理器选择及DSP算法仿真软件简介5.2.1 处理器选择5.2.2 DSP算法仿真软件简介5.3 NCO的DSP实现5.3.1 频率控制字5.3.2 相位累加器5.3.3 象限符号判定模块5.3.4 查找表5.3.5 正余弦地址映射模块5.3.6 原码补码变换模块5.3.7 流水线技术5.3.8 正交NCO运行结果5.4 CIC抽取滤波器的DSP实现5.4.1 积分器DSP实现5.4.2 抽取器DSP实现5.4.3 梳状器DSP实现5.4.4 CIC抽取滤波运行结果5.5 线性相位FIR滤波器的高效实现5.5.1 FIR数字滤波器的多相表示5.5.2 FIR数字滤波器的高效DSP实现5.5.3 FIR数字滤波器运行结果5.6 数字下变频性能综合评定5.7 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢附录A 正交NCO程序部分源代码附录B CIC抽取滤波程序部分源代码附录C FIR数字滤波程序部分源代码
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