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基于FPGA的多速率信号处理研究
作 者: 陶燕
导 师: 周鸣籁
学 校: 苏州大学
专 业: 信息与通信工程
关键词: 多速率信号处理 积分级联梳状滤波器(CIC) FIR半带滤波器(HB) 多速率发送处理器 多速率接收处理器
分类号: TN791
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 129次
引 用: 1次
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内容摘要
多速率数字信号处理是指通过内插和抽取改变信号的采样率,以适应软件无线电系统中不同模块对信号速率的不同要求。FPGA(Field-Programmable Gate Array)指的是现场可编程门阵列,其内部结构的特点使得它可以很容易地实现分布式算法结构,对实现无线通信中的高速数字信号处理十分有利,因此FPGA芯片在无线通信领域中被广泛应用。本文研究的重点是多速率信号处理技术,其核心内容是高效数字滤波器(CIC和HB)的设计,并提出多速率发送处理器和接收处理器的结构,利用Matlab对该结构进行仿真,最后用FPGA实现该结构并做环路测试。本设计中主要采用的专用芯片是Xilinx公司的Spartan3A DSP系列,并用该公司的ISE作为集成开发环境,仿真工具为ModelSim,通过输入、输出信号的比对验证本设计的实际可行性。
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全文目录
中文摘要 3-4 Abstract 4-7 第1章 引言 7-11 1.1 软件无线电概述 7-8 1.2 软件无线电的发展现状 8 1.3 多速率信号处理技术的发展现状 8-9 1.4 论文研究意义及内容安排 9-11 第2章 多速率信号处理的基础知识 11-22 2.1 多速率信号处理的基本操作 11-16 2.1.1 抽取 11-13 2.1.2 内插 13-15 2.1.3 Noble 恒等式 15-16 2.1.4 用有理数因子进行采样率转换 16 2.2 信号的多相表示 16-18 2.3 高效数字滤波器 18-22 2.3.1 积分级联梳状(CIC)滤波器 18-20 2.3.2 FIR 半带滤波器 20-22 第3章 FPGA 设计基础 22-29 3.1 FPGA 简介 22 3.2 FPGA 的设计流程 22-24 3.3 FPGA 适用于实现多速率信号处理的分析 24-25 3.4 专用芯片 XC3SD3400A 25-27 3.5 Xilinx 开发环境ISE 27-28 3.6 影响多速率信号处理的关键因素 28-29 第4章 多速率信号处理的FPGA 实现 29-71 4.1 CIC 滤波器的设计 29-43 4.1.1 CIC 插值滤波器的设计 29-36 4.1.2 CIC 抽取滤波器的设计 36-43 4.2 FIR 半带滤波器的设计 43-50 4.2.1 半带插值滤波器的 Matlab 设计 44-46 4.2.2 半带抽取滤波器的Matlab 设计 46-49 4.2.3 半带滤波器的FPGA 实现 49-50 4.3 多速率发送处理器的实现 50-58 4.3.1 多速率发送处理器的结构 50-51 4.3.2 多速率发送处理器的Matlab 仿真 51-53 4.3.3 多速率发送处理器的FPGA 实现 53-58 4.4 多速率接收处理器的实现 58-66 4.4.1 多速率接收处理器的结构 58 4.4.2 多速率接收处理器的Matlab 仿真 58-60 4.4.3 多速率接收处理器的FPGA 实现 60-66 4.5 多速率信号处理的环路测试 66-71 4.5.1 多速率收发处理器的Matlab 仿真 66-67 4.5.2 多速率收发处理器的FPGA 实现 67-71 结论 71-72 参考文献 72-74 致谢 74
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 数字电路 > 逻辑电路
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