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便携式无线电测试平台数字前端设计与实现

作　者: 王小凡
导　师: 唐友喜
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 软件无线电 数字前端 中频信号处理 FPGA DSP
分类号: TN98
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 41次
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内容摘要


无线电通信具有不需要架设传输线路,不受通信距离限制,机动性好等特点,因而引起人们的关注,广泛应用于民用和军事通信的各个领域。随着无线电通信波段的不断增多和各种先进数字技术的相继使用,无线电通信设备的检测面临着越来越大的困难。传统的无线电测试系统是由一系列功能单一的测量仪器搭建而成,测量仪器种类多,搬动不便,数字化、模块化程度低,难以进行功能扩展和性能升级,通用性差,无法满足当前通信设备检测的要求。针对这些问题,提出了一种基于软件无线电技术的便携式无线电测试平台。该测试平台采用基于FPGA和DSP的数字化方案,体积小,抗干扰能力强,并且可以通过软件加载实现不同的功能,具有良好的扩展性和通用性,极大的满足了通信设备检测的需要。论文主要研究便携式无线电测试平台的数字前端部分,首先介绍了便携式无线电测试平台的系统设计,及其对数字前端的功能和性能要求。然后详细阐述了基于FPGA的数字前端的设计与实现。设计了中频信号处理方案,通过数字下变频和二次采样,降低了DSP的输入数据带宽；设计了数据压缩与解压缩功能,减少了需要存储的数据总量以增加采集信号长度；实现了FPGA与其他器件的数据接口。最后,使用仿真工具对数字前端的功能进行验证。根据仿真的结果,数字前端的功能满足要求。论文设计和实现的数字前端模块,应用于便携式无线电测试平台中,实现对定频和跳频信号频率及功率的测试,以及通信设备的接收灵敏度测试,具有一定的工程价值。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-12
第一章 绪论  12-18
  1.1 研究背景及意义  12-13
  1.2 软件无线电技术  13-16
    1.2.1 软件无线电的结构  13-14
    1.2.2 软件无线电的特点  14
    1.2.3 软件无线电的关键技术  14-16
    1.2.4 软件无线电的发展方向  16
  1.3 论文内容及结构安排  16-18
第二章 便携式无线电测试平台  18-30
  2.1 引言  18
  2.2 功能需求  18-19
  2.3 系统结构  19-24
    2.3.1 显示控制模块  20
    2.3.2 射频前端  20-21
    2.3.3 数字信号处理板  21-24
  2.4 功能设计  24-29
    2.4.1 定频测试  24-25
    2.4.2 跳频测试  25-27
    2.4.3 信号采集  27-28
    2.4.4 信号回放  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第三章 数字前端设计与实现  30-66
  3.1 引言  30
  3.2 数字前端功能需求  30-31
  3.3 ADC接口  31-32
  3.4 数字下变频与下采样  32-52
    3.4.1 频率估计  33-36
    3.4.2 数字下变频  36-45
    3.4.3 下采样  45-48
    3.4.4 下变频与下采样方案设计  48-52
  3.5 数据压缩与解压缩  52-57
    3.5.1 数据压缩  52-54
    3.5.2 数据解压缩  54-57
  3.6 功率衰减  57-58
  3.7 HPI接口  58-64
    3.7.1 HPI寄存器  58
    3.7.2 HPI外部端口  58-59
    3.7.3 HPI读写时序  59-61
    3.7.4 HPI接口模块设计  61-64
  3.8 DAC接口  64-65
  3.9 本章小结  65-66
第四章 数字前端功能验证  66-76
  4.1 引言  66
  4.2 数字下变频与下采样  66-70
    4.2.1 数控振荡器  66-67
    4.2.2 频率估计  67-68
    4.2.3 跳频测试下变频与下采样  68-69
    4.2.4 定频测试下变频和下采样  69-70
  4.3 数据压缩与解压缩  70-72
    4.3.1 数据压缩  71
    4.3.2 数据解压缩  71-72
  4.4 HPI接口  72-74
    4.4.1 读操作  72-73
    4.4.2 写操作  73-74
  4.5 本章小结  74-76
第五章 结束语  76-78
  5.1 本文主要贡献  76
  5.2 下一步工作建议  76-78
致谢  78-79
参考文献  79-81
攻读硕士学位期间研究成果  81

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电、电信测量技术及仪器
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