【優(yōu)秀碩士論文參考】基于fpga的軟件無線電中頻數(shù)字接收機的研究

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1、摘要摘要隨著軟件無線電理論的日趨成熟和完善，軟件無線電技術(shù)已經(jīng)被越來越廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代軍事和通信領(lǐng)域中。數(shù)字中頻技術(shù)是目前軟件無線電技術(shù)中發(fā)展最為迅速的一項技術(shù)，基于軟件無線電技術(shù)的中頻數(shù)字化接收機已經(jīng)成為現(xiàn)代雷達、通信、測控系統(tǒng)的重要組成部分。因此，研究中頻數(shù)字化接收機技術(shù)具有十分重要的意義。隨著可編程邏輯器件密度、規(guī)模和速度的快速增長，F(xiàn)PGA（現(xiàn)場可編輯門陣列）在性能、成本、功耗和靈活性等方面顯示了無與倫比的優(yōu)勢，采用FPGA來設(shè)計電子電路成為目前研究的熱點，也是未來設(shè)計發(fā)展的趨勢。本文對如何用FPGA來設(shè)計中頻數(shù)字接收機的問題展開研究，在對軟件無線電的通用調(diào)制

2、和解調(diào)模型進行分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了軟件無線電中頻數(shù)字接收機系統(tǒng)的整體方案，借助Matlab，ISE和ModelSim開發(fā)工具，完成了中頻數(shù)字接收機的FPGA設(shè)計。本文的主要研究工作和成果可歸納如下：（1）針對查表法實現(xiàn)NCO（數(shù)控振蕩器）存在的缺點，本文對CORDIC（坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)值計算）算法進行了重點研究，用此算法不僅實現(xiàn)了NCO的設(shè)計，也完成了中頻數(shù)字信號與本振數(shù)字信號的混頻運算，從而得到了一種免乘法器的高效下變頻實現(xiàn)方法。另外，本文采用了全流水線的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，提高了模塊的最高時鐘頻率。（2）分析了CIC（級聯(lián)積分梳狀）濾波器的高效抽取濾波原理，討論了影響CIC濾波器

3、性能的參數(shù)，按照系統(tǒng)指標(biāo)，設(shè)計了五級CIC濾波器，ModelSim仿真結(jié)果表明該濾波器有效地實現(xiàn)了采樣率的轉(zhuǎn)換。（3）分析了HB（半帶）濾波器的工作原理，根據(jù)指標(biāo)要求，設(shè)計了一級半帶濾波器，實現(xiàn)了對采樣率的降半處理。（4）分析了用于實現(xiàn)無碼間干擾傳輸?shù)纳嘞覟V波器的原理，設(shè)計了與發(fā)送端相匹配的平方根升余弦濾波器。（5）設(shè)計了抽樣判決和并/串轉(zhuǎn)換模塊，完成了對基帶信號的解調(diào)輸出，最終實現(xiàn)了中頻數(shù)字接收機的功能。關(guān)鍵詞軟件無線電；中頻數(shù)字接收機；FPGA；CORDIC算法VII摘要VIIAbstractAbstractAssoftwaredefinedradio(SDR)

4、theoryhasincreasinglymaturedandcompleted,SDRtechnologyhasbeenwidelyusedincontemporarymilitaryandtelecommunicationareas.Recently,DigitalIFtechnologyhasmaderapidprogressinSDRtechnologies.IFdigitizedreceiverbasedonSDRhasbeenbecomeoneofthemostimportantpartsofmodernradar,telecommunicationand

5、measure-controlsystems.Therefore,itisverysignificanttoresearchthetechnologyofIFdigitizedreceiver.Withtherapidgrowthofprogrammablelogicdevicesindensity,sizeandspeed,FPGA(FieldProgrammableGateArray)revealsincomparablesuperiorityincompetency,cost,powerandflexibility.UsingFPGAtodesignelectr

6、oniccircuitisahotspotofresearchcurrently,anditwillbecomethefuturedevelopmenttrendofdesign.ThisthesisfocusesonthestudyofdesigningtheIFdigitalreceiverbasedonFPGA.BasedonSDRcommonmodelsofmodulationanddemodulation,thisthesispresentstheoverallprogramofSDR-basedIFdigitalreceiversystem.Intheen

7、d,thedesignofIFdigitalreceiverbasedonFPGAhasbeenimplementedusingthetoolsofMatlab,ISEandModelSim.Themainresearchworkinthisthesiscanbesummarizedasfollows:Firstly,aimedattheshortcomingsoflook-uptablemethodfortherealizationofNCO(NumericalControlledOscillator),thisthesisfocusesonthe