基于ZedBoard的QPSK數(shù)字解調(diào)和以太網(wǎng)傳輸設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn).pdf

1、QPSK調(diào)制和相干解調(diào)具有頻譜利用率高,抗干擾能力強(qiáng)等顯著的優(yōu)點(diǎn),是現(xiàn)代通信領(lǐng)域重要的調(diào)制解調(diào)方法,在衛(wèi)星及移動(dòng)通信中廣泛的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)QPSK數(shù)字解調(diào)的原理以及Xilinx嵌入式技術(shù)開(kāi)發(fā)的研究,本文實(shí)現(xiàn)了基于ZedBoard的QPSK數(shù)字解調(diào)和以太網(wǎng)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)充分利用ZedBoard平臺(tái)主芯片Zynq-7000 AP SoC集28nm7系列FPGA與雙核Cortex ARM A9于一體的異構(gòu)多核處理器優(yōu)勢(shì),在Zynq的可編程邏

2、輯(PL)端完成載波70MHz QPSK數(shù)字信號(hào)采集和相干解調(diào)、解調(diào)后基帶信號(hào)在ARM處理器(PS)端采用RTP實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸。論文研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　對(duì)Xilinx Zynq平臺(tái)的配置與啟動(dòng)進(jìn)行研究,在ZedBoard中移植了Linux操作系統(tǒng),并且建立了對(duì)應(yīng)Linux系統(tǒng)版本的交叉編譯工具鏈,成功的在ZedBoard平臺(tái)中移植了RTP協(xié)議實(shí)時(shí)傳輸所需的jrtplib-3.7.1庫(kù)和jthread-1

3、.2.1庫(kù),以及設(shè)計(jì)了本文的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程,為本文設(shè)計(jì)方案的實(shí)施作充分的準(zhǔn)備。
　　結(jié)合QPSK數(shù)字解調(diào)的基本原理,設(shè)計(jì)了基于ZedBoard的QPSK數(shù)字解調(diào)和以太網(wǎng)傳輸?shù)南到y(tǒng)框圖,以及根據(jù)解調(diào)的實(shí)際需要選擇了ADI公司的AD9467 FMC子板作為數(shù)字信號(hào)采集板,設(shè)計(jì)了采集控制IP核。在MATLAB/Simulink中完成了解調(diào)算法的仿真,利用Xilinx System Generator for DSP工具實(shí)現(xiàn)算法仿

4、真到Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換,最終將解調(diào)算法封裝成Xilinx嵌入式系統(tǒng)EDK工程中的算法IP核,并且將算法IP核和采集控制IP核以及Zynq的ARM處理器相連,編寫(xiě)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序,搭建了整個(gè)設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)。
　　本文針對(duì)載波70MHz帶寬10MHz的QPSK調(diào)制信號(hào)情況在System Generator中搭建了Costas環(huán)數(shù)字解調(diào)模型,詳細(xì)的介紹了數(shù)控振蕩器(NCO)、環(huán)路濾波器(LF)和低通濾波器的設(shè)計(jì)及參數(shù)

5、設(shè)置。設(shè)計(jì)了Linux系統(tǒng)下RTP實(shí)時(shí)傳輸流程,編寫(xiě)了Linux系統(tǒng)下RTP實(shí)時(shí)傳輸應(yīng)用程序。最后,完成對(duì)Zynq的PS端控制AD子板進(jìn)行70MHz中頻信號(hào)采集的性能測(cè)試,和RTP協(xié)議以太網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸?shù)男阅軠y(cè)試,以及分別設(shè)置不同的QPSK信號(hào)的載波頻率與本地NCO產(chǎn)生信號(hào)的頻差進(jìn)行Costas環(huán)相干解調(diào)仿真測(cè)試,給出了仿真測(cè)試結(jié)果。
　　仿真測(cè)試結(jié)果表明,本文的設(shè)計(jì)的基于ZedBoard的QPSK數(shù)字解調(diào)和以太網(wǎng)傳輸方案的正確性和可