复杂电磁环境中标准信号生成系统的研究与实现

论文摘要

二十一世纪的战争将是以信息化、电子化为基础的现代化战争。由于大量使用电子信息装备,使得战场空间中的电磁信号非常密集,形成了极为复杂的电磁环境。“XXX工程”项目针对我军现代化装备发展需求,通过在内、外场试验中提供高频段、多样式、高密度的电磁信号环境,在一定程度上模拟出现代战场的实时通信环境,从而为装备的定型以及部队的训练提供真实可信的技术依据。本文介绍的是“XXX工程”项目中标准信号生成系统的研究和实现。首先,介绍了软件无线电的设计思想及信号的数字生成等相关理论;其次,对系统的整体设计方案进行了介绍,并根据设计方案对各芯片进行了选取和简要介绍;然后,介绍了CORDIC算法的原理和结构,分析了算法误差,讨论了算法的输出精度,并给出了算法的FPGA实现;最后,在FPGA中实现了对AD7862、AD9957芯片的控制,设计和实现了信号的插值滤波及AM、FM、2ASK、2FSK及QPSK等调制方式,并完成了输出数据的并串变换。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及应用意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 课题相关理论基础
• 2.1 软件无线电设计思想及其相关理论
• 2.1.1 软件无线电的概念
• 2.1.2 软件无线电基础理论
• 2.2 信号的数字生成
• 2.2.1 基带成形滤波
• 2.2.2 直接数字频率合成器的工作原理
• 2.3 软件无线电发射机数学模型
• 第三章 系统整体设计方案及硬件实现
• 3.1 系统整体及各组成部分设计方案简介
• 3.1.1 系统设计方案简介
• 3.1.2 基带信号生成单元设计方案简介
• 3.1.3 信号产生模块设计方案简介
• 3.2 基带信号生成单元的硬件实现
• 3.2.1 A/D转换芯片的选取
• 3.2.2 FPGA芯片的选取
• 3.2.3 DDS芯片的选取
• 第四章 CORDIC算法的研究及实现
• 4.1 CORDIC算法原理及结构
• 4.1.1 CORDIC算法原理
• 4.1.2 CORDIC算法结构
• 4.2 CORDIC算法的误差分析
• 4.2.1 角度近似误差
• 4.2.2 舍入误差
• 4.2.3 CORDIC算法输出精度讨论
• 4.3 基于CORDIC算法的DDS实现
• 4.3.1 CORDIC IP核
• 4.3.2 用CORDIC IP核实现DDS
• 第五章 系统软件部分的FPGA实现
• 5.1 FPGA设计流程
• 5.2 控制单元和时钟管理单元的FPGA实现
• 5.2.1 时钟管理单元的FPGA实现
• 5.2.2 AD7862控制单元的FPGA实现
• 5.2.3 AD9957控制单元的FPGA实现
• 5.3 信号处理模块的FPGA实现
• 5.3.1 插值滤波模块的设计及实现
• 5.3.2 AM调制FPGA实现
• 5.3.3 FM的FPGA实现
• 5.3.4 2ASK的FPGA实现
• 5.3.5 2FSK的FPGA实现
• 5.3.6 QPSK的FPGA实现
• 5.4 并串变换模块的FPGA实现
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果