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无线信号多速率发送处理器的研究与设计

作　者: 徐向斌
导　师: 栾晓明
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 数字调制数字上变频多速率信号处理多级内插级联积分梳状滤波
分类号: TN713
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 35次
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内容摘要

随着无线通信技术的高速发展,无线信号的处理、编码、传输和存储的工作量越来越大。为了适应各种无线通信传输网络的技术要求,软件无线电成为无线通信系统收发信机的发展方向。软件无线电技术的出现使多载波、多模式等无线通信成为可能,是现代无线通信领域研究的热点之一。多速率信号处理技术是软件无线电的关键技术,主要应用在无线信号多速率收发处理器中。本文的重点是无线通信中的多速率发送处理器的研究与设计,核心技术是数字上变频技术。采用自顶向下的模块化设计方法,将整个发送处理器划分为基本单元,完成将基带信号调制为数字中频信号的功能。在具体应用时,优化配置各个模块来满足具体无线通信系统性能的要求。论文首先分析了课题的研究背景及国内外研究现状。阐述了多速率发送处理器的理论基础。然后,详细介绍了发送处理器的设计方案,并对各个组成模块进行了设计分析和MATLAB仿真。对其关键模块数字混频模块和内插滤波模块进行了深入研究。在内插滤波模块,探讨了CIC、HB和成形滤波器的实现结构和设计要点,重点研究了CIC滤波器的幅频特性及通带衰减补偿方法。给出一种用二阶IIR滤波器补偿CIC通阻带特性的改进方法,通过与现有的CIC通带衰减补偿方法进行比对显示出二阶IIR滤波器补偿CIC设计的突出优势。最后,以Xilinx公司的ISE软件作为开发环境,通过对各功能模块编写Verilog HDL代码和调用Altera IP core加以实现,验证了本设计的实际可行性。对软件无线电技术的进一步3G应用具有一定的参考意义。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题研究的背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 本文研究内容  12-13
  1.4 本文结构安排  13-15
第2章多速率发送处理器理论基础  15-31
  2.1 信号采样理论  15-16
    2.1.1 基本采样理论——Nyquist采样定理  15
    2.1.2 带通信号采样理论  15-16
  2.2 数字信号正交变换理论  16-18
  2.3 多速率数字信号处理  18-24
    2.3.1 抽取和内插  18-22
    2.3.2 多相滤波结构  22-23
    2.3.3 采样变换的多级实现  23-24
  2.4 多速率发送处理器的结构概述  24-30
    2.4.1 多速率发送处理器的基本原理  24-25
    2.4.2 多速率插值滤波器  25-28
      2.4.2.1 积分梳状滤波器  25-27
      2.4.2.2 半带滤波器  27-28
    2.4.3 成形滤波器  28-29
    2.4.4 数控振荡器  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章多速率发送处理器的设计和仿真  31-52
  3.1 多速率发送处理器的整体设计方案  31-32
  3.2 成形滤波器的设计  32-36
  3.3 半带滤波器的设计  36-37
  3.4 积分梳状(CIC)滤波器的设计  37-41
  3.5 高效IIR补偿滤波器的设计  41-45
  3.6 数控振荡器的设计  45-51
  3.7 本章小结  51-52
第4章多速率发送处理器的FPGA实现与仿真  52-62
  4.1 成形滤波器的实现  52-54
  4.2 半带滤波器的实现  54-55
  4.3 CIC滤波器的实现与仿真  55-58
  4.4 数控振荡器的实现与仿真  58-60
  4.5 多速率发送处理器的实现与仿真  60-61
  4.6 本章小结  61-62
结论  62-64
参考文献  64-68
攻读硕士学位期间发表论文和取得的科研成果  68-70
致谢  70

无线信号多速率发送处理器的研究与设计

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