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基于TD-SCDMA的数字下变频系统设计

作　者: 李依扬
导　师: 吕红亮
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 多级抽取数字下变频 TD-SCDMA
分类号: TN929.533
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 300次
引　用: 3次
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内容摘要

随着数字信号处理和微电子技术的发展,软件无线电在最近几年取得了显著的进展,引起了诸多领域的关注和兴趣。软件无线电所涉及的关键技术很多,包括数字信号处理技术、智能天线技术、数据采集技术、数字下变频技术等等。由于模数转换(ADC)器件的限制,目前主要采用中频数字化技术连接射频和基带处理单元,面对极大数据量的处理,中频处理一方面对包含所有信道的宽带信号进行信道分离,一方面降低分离后的窄带信号的采样频率以减少数据量,成为无线通信接收链路上重要的环节之一。本文提出了一种基于多级滤波抽取器的数字下变频系统,本方案通过使用多级抽取方案降低了所需滤波器的性能指标,减少了系统的计算量和存储量。通过使用高效的数字滤波器简化了硬件结构。本文根据TD-SCDMA(时分同步码分多址)标准,使用了MATLAB对方案进行了系统仿真和优化,基于MATLAB仿真得出的参数进行RTL(寄存器行为级描述)设计。论文简要概述了软件无线电结构和数字中频相关的理论基础,通过详细的数学推导论证了基于多级滤波器的数字下变频架构,详细介绍了包含积分梳状滤波抽取组(CIC)、半带滤波抽取组(HB)、升余弦滤波抽取组(RRC)的抽取模型,并使用多级CIC滤波器改善系统的性能,给出了系统仿真参数和结果。在此基础上实现了硬件结构描述,并对结果进行了分析总结,提出了改进方案。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-11
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 研究目的  10
  1.3 研究方法和流程  10-11
第二章软件无线电理论基础  11-31
  2.1 软件无线电的基本架构  11-12
  2.2 数字中频的结构  12
  2.3 数字中频的理论基础  12-31
    2.3.1 信号采样理论  12-14
    2.3.2 多速率信号处理理论—抽取和内插  14-21
    2.3.3 抽样率转换的多级实现  21-27
    2.3.4 软件无线电中的高效数字滤波  27-31
第三章数字下变频器的参数分析  31-37
  3.1 ADC 的主要性能指标  31-32
  3.2 TD-SCDMA 基站系统对于接收机的指标要求  32-37
    3.2.1 基站系统对于ADC 的要求  33-34
    3.2.2 基站系统对于DDC 的要求  34-37
第四章数字下变频的MATLAB 仿真  37-51
  4.1 数字控制振荡器  37-38
  4.2 数字低通滤波器的设计  38-51
    4.2.1 积分梳状滤波器  39-42
    4.2.2 半带滤波器  42-44
    4.2.3 升余弦滤波器和根升余弦滤波器  44-45
    4.2.4 MATLAB 仿真结果  45-51
第五章数字下变频器的实现  51-61
  5.1 对仿真得到数据的处理  51-52
  5.2 系统硬件电路的设计  52-61
    5.2.1 数字混频器的设计  53-54
    5.2.2 积分梳状滤波器的设计  54-55
    5.2.3 半带滤波器的设计实现  55-58
    5.2.4 FIR 滤波器的设计实现  58-59
    5.2.5 系统顶层模块的实现  59-61
第六章结束语  61-63
  6.1 总结  61
  6.2 改进  61-63
参考文献  63-65
致谢  65-66
研究成果  66-67

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