基于FPGA的寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)的關(guān)鍵模塊研究.pdf

1、隨著信號帶寬越來越寬，傳統(tǒng)的窄帶監(jiān)測接收機(jī)已無法適應(yīng)無線電頻譜監(jiān)測的需要，因此寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)的研究具有非常重要的意義。而在寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)的具體設(shè)計實現(xiàn)上，非常重要的一點(diǎn)是構(gòu)建一個具有可重構(gòu)性、可擴(kuò)展性的接收機(jī)系統(tǒng)，以應(yīng)付日益復(fù)雜的無線電監(jiān)測環(huán)境。
　　隨著FPGA的邏輯門陣列規(guī)模以及功能模塊的增加，F(xiàn)PGA不再僅僅實現(xiàn)數(shù)字前端等功能，而是作為整個數(shù)字系統(tǒng)實現(xiàn)的載體。應(yīng)用 SOPC技術(shù)將整個系統(tǒng)集成到 FPGA上，不僅提升了

2、整個系統(tǒng)的可重構(gòu)性以及可擴(kuò)展性，同時增加了系統(tǒng)的集成度。
　　本文主要研究內(nèi)容是設(shè)計一個可重構(gòu)、可擴(kuò)展的寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)系統(tǒng)并實現(xiàn)其中的各關(guān)鍵模塊。為此采用了軟件無線電技術(shù)以及SOPC技術(shù)進(jìn)行設(shè)計實現(xiàn)，將整個系統(tǒng)劃分為軟件以及硬件兩部分，通過軟硬件的協(xié)同而最終在 FPGA上實現(xiàn)一個可重構(gòu)、可擴(kuò)展的寬帶數(shù)字監(jiān)測接收機(jī)系統(tǒng)。其硬件模塊由可變帶寬數(shù)字下變頻、可變點(diǎn)數(shù) FFT等模塊構(gòu)成，其中可變帶寬數(shù)字下變頻為多級抽取結(jié)構(gòu)，以 CIC濾

3、波器為核心，并輔以補(bǔ)償濾波器以減小其通帶紋波，完成后可實現(xiàn)2~131072點(diǎn)的抽取濾波操作；軟件功能模塊搭建了軟件執(zhí)行所需的SOPC平臺，包括基于 MicroBlaze軟核的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)可通過加載應(yīng)用軟件而實現(xiàn)對硬件的配置，完成具體的監(jiān)測任務(wù)。以及一個基于 MicroBlaze的數(shù)據(jù)存儲通路，實現(xiàn)了將前面產(chǎn)生的數(shù)據(jù)導(dǎo)入DDR3 SDRAM內(nèi)存儲的功能。
　　在設(shè)計實現(xiàn)完成后，利用Modelsim、Chipscope以及其他