【硕士论文】软件无线电中数字下变频技术研究及FPGA实现.pdf

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1、摘要摘要软1，I：无线电(SI)R，SoftwareDefinedRadio)由丁具备传统无线电技术无可比拟的优越性，已成为业界公认的现代无线电通信技术的发展方向。理想的软1，J二无线电系统强调体系结构的开放性和可编程性，减少灵活性筹的硬1，

2、：电路，把数字化处理(ADC和DAC)尽可能靠近犬线，通过软仆的更新改变硬什的配置、结构和功能。目前，直接对射频(RF)进行采样的技术尚未实现博及的产品化，而Hj数字变频器在中频进行数字化是丹遍采川的方法，其主要思想是，数字混频器用离散化的单频本振信号与输入采样信号在乘法器中相乘，再经插值或抽取滤波，其结果是，输入信号频谱搬移到所需频

3、带，数据速率也相应改变，以供后续模块做进一步处理。数字变频器在发射设备和接收设备中分别称为数字上变频器(DUC，DigitalUpperConverter)雨I数字F变频器(DDC，DigitalDownConverter)，它们是软什无线电通信设备的关键部件。人规模可编程逻辑器什的戍川为现代通信系统的设计带米极人的灵活性。基T-FPGA的数字变频器没计是深受_r人设计人员欢迎的设计手段。本文的重点研究是数字r变频器(DDC)，然而将它与数字上变频器(DUC)完全割裂后进行研究显然是不妥的，因此，本文对数字上变频器也作适当介纠。第一章简要阐述了软仆无线电及数字F变频的基本概

4、念，介绍了研究背景及所完成的主要研究l：作。第二章介绍了数控振荡器(NCO)，介绍了两种实现方法，即基丁南找表和基丁二CORDIC算法的实现。对CORDIC算法作了重点介绍，给出了传统算法和改进算法，并对基于传统COROIC算法的NCO的FPGA实现进行了EDA仿真。第三章介绍了变速率采样技术，重点介绍了软件无线电中广泛采川的级联积分梳状滤波器(cascadedintegratorcomb，CIC)和ISOP(InterpolatedSecondOrderPolynomial){b偿法，对前者进行了基于Matlab的理论仿真和FPGA实现的EDA仿真，后者只进行了基丁IMa

5、tlab的理论仿真。第四章介绍了分布式算法和软件无线电中广泛采州的’卜带(half—band，HB)滤波器，对基于分布式算法的半带滤波器的FPGA实现进行了EOA仿真，最后简要介绍了FIR的多相结构。第无章对数字F变频器系统进行了噪卢综合分析，给山了一个噪卢模型。第人章介绍了数字‘F变频器在短波电台中频数字化应州中的一个实例，给山了测试结果，重点介纠了下变频器的FPGA实现，其对应的VHDL程序收录在本文最后的附录中，希望对从事该领域没计的技术人员具有一定参考价值。关键词：软什无线电，数字‘F变频，数字上变频，CORDIC算法，分布式算法，级联积分梳状滤波器，半带滤波器，现

6、场可编程门阵列摘要AbstractSoftwareDefinedRadio(sD＆SoftwareDefinedRadio)hasbeenwidelyconsideredbyindustrypeopletobethedevelopingtrendofcurrentradiocommunicationtechnologywithitsadvantagesoverthetraditionalradiotechnology．TheidealSDRsystememphasizestheopeningandprogrammabilityofhierarchy，reductionofh

7、ardwarecircuits，pushingthedigitalizationpart(ADC&DAC)closetotheantennatothegreatestextentandchangingtheconfiguration，structareandfunctionofhardwareviasoftware．Atpresenttime，thetechnologyofdigitalizingtheRFsignaldirectlyhasnotbeenwidelyappliedinthepragmaticproduct，whilethewidely-usedmethodi

8、sIFdigitalization，themainconceptofwhichis，thedigitalmixermultipliesthediscretelocaloscillatingsignalofsinglefrequencywiththesampledinputsignal，thentheoutputisinterpolatedordecimatedandfiltered．Theresultisthatthespectrumofinputsignalisshiftedtothefrequencybandn