軟件無線電數(shù)字下變頻研究及FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、軟件無線電是用軟件方式來實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用功能，是當(dāng)前移動(dòng)通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。其數(shù)字下變頻技術(shù)是軟件無線電的核心技術(shù)之一，其性能的優(yōu)劣將直接影響整個(gè)軟件無線電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。數(shù)字下變頻的主要目的是經(jīng)過數(shù)字混頻將A/D轉(zhuǎn)換輸出中頻信號(hào)搬移至基帶，然后通過抽取，濾波完成信道提取的任務(wù)。FPGA在硬件上具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和極高的運(yùn)算速度，此外，F(xiàn)PGA具有開發(fā)周期短、軟件上具有可編程等特點(diǎn)。因此，采用FPGA來設(shè)計(jì)數(shù)字下變頻器是一種較好的解決方案。

2、
　　本文首先研究了軟件無線電的相關(guān)理論，包括信號(hào)采樣理論、多速率數(shù)字信號(hào)處理、高效數(shù)字濾波和混頻正交變換理論。本文以中頻為30MHz，帶寬為0.5MHz的輸入LPM信號(hào)進(jìn)行帶通采樣和數(shù)字下變頻為基礎(chǔ)，提出了數(shù)字下變頻的實(shí)現(xiàn)方案，深入的研究了NCO模塊、CIC模塊、HB模塊、FIR模塊。用MatlabFDAtool工具箱對(duì)CIC、HB、FIR模塊的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)幅頻和相頻曲線進(jìn)行分析。比較了DA算法和傳統(tǒng)乘累加方式實(shí)現(xiàn)FIR濾波

3、器，DA算法表明更能夠高效的實(shí)現(xiàn)FIR濾波器，能較大的減少FPGA資源的消耗。最后選擇線性調(diào)頻信號(hào)（LPM）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行Matlab仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了方案的可行性。在Xilinx公司的ISE10.1開發(fā)環(huán)境下，對(duì)基于CORDIC算法和基于DDS的NCO設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較，通過選擇FPGA芯片Virtex-5的XC5VLX110T設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字下變頻，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，編寫VerilogHDL程序和調(diào)用IP核相結(jié)合的方式完成了數(shù)字下變頻器