QDPSK數(shù)傳電臺數(shù)字處理模塊的FPGA實現(xiàn).pdf

1、軟件無線電(SWR)是近幾年隨著微電子技術(shù)的進步而迅速發(fā)展起來的新技術(shù).它首先誕生于軍事通信領(lǐng)域,后來被引入到個人移到通信中,并逐步滲透到其他電子技術(shù)領(lǐng)域.它的設(shè)計主導(dǎo)思想是:將寬帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能地靠近天線,在基本硬件平臺基礎(chǔ)上,盡可能地采用軟件實現(xiàn)無線通信功能. 隨著超大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)展,高性能的FPGA的不斷推出,數(shù)字信號處理方法的日臻成熟,使得在通用平臺上采用軟件方法進行信號解調(diào)成為可能. 本文提

2、出了基于軟件無線電的QDPSK短波電臺數(shù)字接收機方案,為實現(xiàn)靈活、通用、擴展性強的軟件無線電通信系統(tǒng)奠定基礎(chǔ). 論文介紹了國內(nèi)外軟件無線電的研究現(xiàn)狀,并且討論了采樣、多速率信號處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)等相關(guān)理論,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種基于FPGA的軟件無線電接收機的實驗平臺,重點研究了數(shù)字下變頻和數(shù)字相干解調(diào)兩個主要內(nèi)容.接收機采用中頻數(shù)字化結(jié)構(gòu),即選擇在中頻進行采樣量化,將數(shù)字下變頻、數(shù)字解調(diào)等數(shù)字信號處理部分由軟件定義,對基于軟件無

3、線電的數(shù)字信號QDPSK調(diào)制解調(diào)算法進行了研究,并使用MATLAB對這些算法進行仿真,從而證明了算法的正確性和可行性,并下載到FPGA中進行實現(xiàn).采用這種結(jié)構(gòu)大大降低了采樣速率和數(shù)字信號處理的速度,對硬件性能要求低,比較容易實現(xiàn).最后用Modelsim、Synplifv、System view等軟件對接收機進行系統(tǒng)仿真及綜合優(yōu)化,用硬件描述語言描述接收機中不同的功能單元,并分別進行了仿真、綜合及下載調(diào)試.最后,測試結(jié)果表明完成的QDPS

4、K數(shù)字接收機達到了相應(yīng)的指標要求. 本課題設(shè)計使用MATLAB編制了基于軟件無線電結(jié)構(gòu)的通信信號調(diào)制解調(diào)平臺軟件,從而驗證了軟件無線電調(diào)制解調(diào)結(jié)構(gòu)和算法的正確性,并實現(xiàn)了對各個功能模塊的VHDL編程.同時還提出了軟件無線電平臺的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計思路,為對軟件無線電理論的進一步研究奠定了基礎(chǔ). 論文驗證了軟件無線電對數(shù)字信號進行處理的靈活性,開放性和兼容性的特點,同時也表明FPGA可重構(gòu)性和并行處理的優(yōu)勢,特別適合于軟件無線電