论文题目: 基于FPGA实现高速专用数字下变频器
论文类型: 硕士论文
论文专业: 信息与通信工程
作者: 陈勇
导师: 李广军
关键词: 数字下变频,算法,积分梳状滤波,半带滤波,分布式算法,重采样,自动增益控制
文献来源: 电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 软件无线电思想的出现带来了接收机实现方式的革新。随着近年来软件无线电理论和应用趋于成熟与完善,软件无线电技术已经被越来越广泛地应用于蜂窝通信及各种军用和民用的无线通信系统中。作为软件无线电接收机的核心技术之一,数字下变频技术也得到了越来越普遍的应用。本论文以国家科研项目《基于FPGA 实现高速专用数字下变频器》课题为依托,通过深入研究目前国外主流数字下变频产品的设计思想和技术细节,并根据FPGA 器件的特性,针对可能的应用场合,在传统数字下变频结构的基础上对系统结构进行改进,采用非传统方式实现其中一些模块,大大提高了数字下变频器的最大处理速度和处理带宽,在这两项重要指标上超过了目前国外的许多主流数字下变频器件,突出了“高速专用”的设计命题;设计同时注重了器件的功能性,在保证“高速专用”的前提下也使得产品具有良好的通用性。设计采用了Altera 公司的Stratix 系列FPGA 来作为硬件实现,并在Altera 公司的Stratix S80 DSP 开发评估板和自行设计的DDC 专用开发板上进行设计验证,功能测试证明了设计的方案与实现是成功的。本论文首先描述了数字下变频基本理论和结构,对完成各级数字信号处理所涉及到的CORDIC、CIC、HB、DA、重采样等关键算法做了适当介绍;然后根据这些算法提出了基于FPGA 实现的结构并进一步给出了性能分析;并且从数字下变频的系统层次上考虑了各模块彼此间的性能制约,从而选择合理配置、优化系统结构以获得模块间的性能均衡和系统性能的最优化;最后给出了FPGA实现的数字下变频器在测试中产生的波形和频谱,作了测试结果分析。
论文目录:
第一章 引言
1.1 数字下变频技术简介
1.1.1 数字下变频技术的应用及前景
1.1.2 数字下变频产品的现状
1.1.3 FPGA 在数字下变频领域的应用
1.2 本论文的课题背景及本人工作
1.3 本论文的内容安排
第二章 数字下变频的基本原理与主要算法
2.1 数字下变频原理概述
2.1.1 数字下变频的基本结构
2.1.2 数字下变频的基本原理
2.1.3 影响数字下变频器性能的主要因素
2.1.4 主流数字下变频器的技术指标
2.2 数字下变频采用的主要算法
2.2.1 查表法
2.2.2 CORDIC 算法
2.2.3 CIC 滤波器
2.2.4 HB 滤波器
2.2.5 DA 算法
2.2.6 重采样理论
2.3 本章小结
第三章 DDC 关键模块基于FPGA 的设计与实现
3.1 各模块基本配置和功能
3.2 可编程下变频模块的参数设计与性能分析
3.2.1 相位累加器位宽计算
3.2.2 相位截断及其效应分析
3.2.3 CORDIC 算法实现NCO 和混频器的优缺点
3.2.4 NCO 和混频器在FPGA 中的实现
3.3 CIC 子模块的性能分析与设计实现
3.3.1 CIC 滤波器设计与应用中需要注意的问题
3.3.2 CIC 子模块的实现
3.4 HB 子模块的配置与实现
3.4.1 HB 滤波器的系数配置
3.4.2 HB 子模块的实现
3.5 DA-FIR 的设计与实现
3.5.1 FPGA 实现DA 算法的资源优化
3.5.2 FPGA 实现DA 算法的速度优化
3.5.3 DA-FIR 的实现结构
3.5.4 DA-FIR 的辅助模块
3.5.5 DA-FIR 与MAC-FIR 在FPGA 中实现的比较
3.6 AGC 模块的设计与实现
3.6.1 AGC 的结构和参数计算
3.6.2 AGC 功能仿真
3.7 重采样滤波器组模块的设计与实现
3.7.1 实现分数倍重采样的思路
3.7.2 多相内插滤波器
3.7.3 重采样Timing NCO
3.7.4 多相滤波器的相位计算
3.7.5 重采样后的DRDY 抖动(Jitter)
3.8 坐标变换模块的设计实现
3.8.1 坐标变换模块的实现
3.8.2 坐标变换模块在实现上需要注意的问题
3.9 本章小结
第四章 提高DDC 处理速度和信号带宽的优化设计
4.1 各模块间的相互性能制约
4.2 DDC 系统处理速度和带宽的综合优化
4.2.1 FIR 滤波器的速度和带宽优化
4.2.2 HB 滤波器的速度和带宽优化
4.2.3 重采样模块的速度和带宽考虑
4.2.4 抽取因子的弥补
4.3 数字下变频器设计参数指标
4.4 本章小结
第五章 DDC 设计的测试与验证
5.1 DDC 测试方案
5.1.1 数字测试方式
5.1.2 模拟测试方式
5.1.3 混合测试方式
5.1.4 外挂DSP 或微处理器扩展板
5.2 DDC 专用开发板的设计
5.2.1 DDC 专用开发板的设计思想
5.2.2 DDC 专用开发板的硬件配置
5.3 本论文已完成的测试工作
5.3.1 NCO 功能测试
5.3.2 混频功能测试
5.3.3 CIC 滤波器测试
5.3.4 FIR 滤波器测试
5.3.5 坐标变换模块测试
5.3.6 系统整合测试
5.4 测试结论
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 下一步工作任务
6.3 未来展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
发布时间: 2005-09-23
参考文献
- [1].基于FPGA的数字下变频器的设计[D]. 刘云龙.哈尔滨工业大学2007
- [2].软件无线电接收机中数字下变频器设计与实现[D]. 史磊.电子科技大学2009
- [3].数字下变频器的设计[D]. 刘华.江苏科技大学2010
- [4].通用数字下变频器的研究及应用[D]. 郑超.电子科技大学2004
- [5].基于FPGA的数字中频数字下变频器设计与实现[D]. 雷志华.云南大学2012
- [6].基于FPGA的数字下变频器的设计与应用[D]. 刘力.电子科技大学2006
- [7].软件无线电数字下变频器的设计与FPGA实现[D]. 聂静静.大连海事大学2012
- [8].数字下变频器中多级抽取滤波器的设计[D]. 杨旭峰.浙江工业大学2012
- [9].盲信号分离接收机中数字下变频器设计[D]. 赵贺洁.华南理工大学2010
- [10].DVB-T接收机中双模式数字下变频器的设计与研究[D]. 沈鼐睿.华东师范大学2007
相关论文
- [1].数字下变频的抽取滤波器组的ASIC设计[D]. 陈亦欧.电子科技大学2007
- [2].基于FPGA的数字下变频器的设计与应用[D]. 刘力.电子科技大学2006
- [3].基于FPGA的数字下变频研究实现[D]. 屈有萍.西安电子科技大学2007
- [4].基于CORDIC的数字下变频电路的ASIC设计与实现[D]. 刘欣.电子科技大学2007
- [5].基于FPGA的数字下变频技术的研究[D]. 谢文惠.成都理工大学2007
- [6].基于FPGA的数字上下变频器的研究与实现[D]. 崔文.西安电子科技大学2006
- [7].软件无线电数字下变频FPGA实现的研究[D]. 曹李秋.武汉理工大学2006
- [8].数字下变频电路及其验证平台的设计与实现[D]. 刘科.电子科技大学2006
- [9].数字下变频器中自动增益控制电路的设计与实现[D]. 宋丹.电子科技大学2006
- [10].基于FPGA的数字下变频电路的设计与实现[D]. 李林.电子科技大学2006
标签：数字下变频论文; 算法论文; 积分梳状滤波论文; 半带滤波论文; 分布式算法论文; 重采样论文; 自动增益控制论文;