數(shù)字中頻技術(shù)的研究與FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、軟件無線電是當(dāng)前無線通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)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(shí)現(xiàn)，數(shù)字中頻技術(shù)就成為實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)之一。FPGA具有可編程性、靈活性和高集成性，在無線通信領(lǐng)域中已經(jīng)得到了成功的應(yīng)用。采用FPGA實(shí)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(duì)數(shù)字中頻技術(shù)展開研究，通過對(duì)其相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字變頻系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，研究了數(shù)字中頻的FPGA實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

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(hào)采樣、多速率數(shù)字信號(hào)處理、高效數(shù)字濾波和數(shù)字信號(hào)正交變換等基本理論，以及FPGA實(shí)現(xiàn)時(shí)常用的CORDIC算法和DA算法。 2.分析了數(shù)字中頻主要應(yīng)用數(shù)字變頻系統(tǒng)的基本原理與結(jié)構(gòu)，對(duì)其關(guān)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(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。對(duì)于數(shù)字混頻模塊，討論了查找表法和CORDIC法的實(shí)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(diǎn)及其性能

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