基于FPGA的TD-SCDMA数字基站中频接收机的研究

论文摘要

随着现代移动通信系统的发展,第三代移动通信即3G技术已经开始大范围的普及,本课题研究的项目就是为了适应现代高速发展的移动通信要求,基于软件无线电理论,针对TD-SCDMA基站标准,研究并设计了一种基于FPGA的数字中频接收机系统。本设计以目前国外主流数字下变频产品的设计思想和技术细节,研究了数字中频接收机的基本原理和实现方法。论文首先描述了数字中频接收机的相关背景及国内外数字接收机的发展状况;对软件无线电理论中比较重要的数字中频接收技术的理论基础—信号采集理论和多抽样率信号处理理论进行了细致的探讨;然后设计了TD-SCDMA数字基站中频接收机的结构,包括高速数据采集、数字下变频器和自动增益环路,高速数据采集是设计的模数转换器即A/D的设计,数字下变频器包括数控振荡器（NCO）、级联积分梳状（CIC）滤波器、半带（HB）滤波器及有限脉冲响应（FIR）滤波器四个主要部分,自动增益环路设计的是由自动增益控制电路、重采样滤波器和坐标变换组成,还对各部分进行MATLAB仿真,并且在Quartus II软件编译平台和ModelSim仿真平台进行联合仿真;最后对基于FPGA的硬件电路系统进行综合测试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 数字中频接收机的研究
• 1.2.1 软件无线电
• 1.2.2 软件无线电接收机结构
• 1.3 数字接收机的国内外研究现状
• 1.3.1 国内研究现状
• 1.3.2 国外研究现状
• 1.4 研究工作及论文安排
• 第2章 数字中频理论
• 2.1 信号采样理论
• 2.1.1 低通采样定理
• 2.1.2 带通采样定理
• 2.2 多抽样率信号处理
• 2.2.1 整数倍内插
• 2.2.2 整数倍抽取
• 2.2.3 分数倍内插抽取
• 2.3 本章小结
• 第3章 TD-SCDMA 数字基站中频接收机的设计
• 3.1 高速数据采集
• 3.1.1 A/D 的技术指标
• 3.1.2 A/D 的选择原则
• 3.2 数字下变频器
• 3.2.1 数控振荡器（NCO）
• 3.2.2 级联积分梳状（CIC）滤波器
• 3.2.3 半带（HB）滤波器
• 3.2.4 有限脉冲响应（FIR）滤波器
• 3.3 自动增益环路
• 3.3.1 自动增益控制（AGC）
• 3.3.2 重采样滤波器（RSF）
• 3.3.3 坐标变换（COC）
• 3.3.4 自动增益环路设计与仿真
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统综合测试
• 4.1 系统软件运行平台
• 4.1.1 开发环境介绍
• 4.1.2 编程语言选择
• 4.2 系统硬件测试平台
• 4.2.1 硬件设计平台
• 4.2.2 系统结构设计
• 4.3 系统测试
• 4.3.1 测试环境
• 4.3.2 测试结果
• 4.3.3 FPGA 综合报告
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
• 致谢