數(shù)字中頻技術的研究與FPGA實現(xiàn).pdf

1、軟件無線電是當前無線通信領域研究的熱點之一，現(xiàn)階段限于硬件的發(fā)展水平，只有寬帶中頻帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)，即數(shù)字中頻結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)，數(shù)字中頻技術就成為實現(xiàn)該結(jié)構(gòu)的關鍵技術之一。FPGA具有可編程性、靈活性和高集成性，在無線通信領域中已經(jīng)得到了成功的應用。采用FPGA實現(xiàn)數(shù)字中頻，能夠很好的協(xié)調(diào)處理能力和靈活性之間的矛盾。本文對數(shù)字中頻技術展開研究，通過對其相關理論和關鍵技術數(shù)字變頻系統(tǒng)的分析與設計，研究了數(shù)字中頻的FPGA實現(xiàn)技術。

2、 本文的主要研究工作如下： 1.研究了軟件無線電和數(shù)字中頻的信號采樣、多速率數(shù)字信號處理、高效數(shù)字濾波和數(shù)字信號正交變換等基本理論，以及FPGA實現(xiàn)時常用的CORDIC算法和DA算法。 2.分析了數(shù)字中頻主要應用數(shù)字變頻系統(tǒng)的基本原理與結(jié)構(gòu)，對其關鍵模塊數(shù)字混頻模塊和抽取(內(nèi)插)濾波模塊在FPGA中的實現(xiàn)進行了研究。對于數(shù)字混頻模塊，討論了查找表法和CORDIC法的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)及其參數(shù)的確定，指出了兩種方法的優(yōu)缺點及其性能

3、改進方式。在抽取(內(nèi)插)濾波模塊，探討了CIC、HB和FIR濾波器的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)和設計要點，研究了CIC濾波器的通帶衰減補償方法以及用DA算法實現(xiàn)FIR濾波器時基于資源和速度的改進方式，最后比較并討論了各濾波器的適用范圍。 3.對數(shù)字下變頻系統(tǒng)方案進行了確定，討論了NCO混頻器的設計和濾波器類型的選擇，完成了系統(tǒng)方案的仿真驗證。然后研究了如何以較少的資源在FPGA上實現(xiàn)該系統(tǒng)，其中重點討論了FIR濾波器的實現(xiàn)，比較了DA算法結(jié)合抽取