發(fā)布時(shí)間：2020-05-20 04:02

【摘要】：面對(duì)多協(xié)議并存的通信現(xiàn)狀,要求通信終端能具備兼容性和動(dòng)態(tài)可配性。軟件無(wú)線電的通用性可以解決當(dāng)下多協(xié)議并存的問題,和動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)相結(jié)合后使得通信終端的使用更加便利。數(shù)字通道是軟件無(wú)線電收發(fā)機(jī)中位于模擬前端和基帶之間的模塊,軟件無(wú)線電在中頻或射頻對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣,數(shù)據(jù)率極高,選用了節(jié)省資源的零中頻結(jié)構(gòu)作為模擬前端后,收發(fā)機(jī)又有了本振泄露和IQ不平衡的問題。因此,設(shè)計(jì)一個(gè)能兼容多種通信模式,有采樣率變換、濾波、IQ校準(zhǔn)和通道增益調(diào)整功能的數(shù)字通道就變得尤為重要。本文設(shè)計(jì)了高性能窄帶零中頻收發(fā)機(jī)的數(shù)字通道模塊,應(yīng)用在綜合通信終端中,使用的模擬前端是零中頻收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu),能兼容多節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)、4G和S波段衛(wèi)星通信等通信協(xié)議。本文的主要研究?jī)?nèi)容和方法如下:為了滿足多種通信協(xié)議的指標(biāo),先將整體的設(shè)計(jì)指標(biāo)分解到了每個(gè)模塊,分別在多種通信協(xié)議下設(shè)計(jì)了數(shù)字通道的結(jié)構(gòu),再整合成一個(gè)滿足所有指標(biāo)的數(shù)字通道;按照每個(gè)模塊的具體指標(biāo),分別設(shè)計(jì)了收發(fā)通道的級(jí)聯(lián)濾波器模塊的級(jí)數(shù)和系數(shù),并且采用了多相濾波器和復(fù)用資源的方式來優(yōu)化濾波器的結(jié)構(gòu),按照需求設(shè)計(jì)了信號(hào)和系數(shù)的位寬;設(shè)計(jì)了通道增益模塊,詳細(xì)設(shè)計(jì)了每一個(gè)子模塊以節(jié)省資源;基于迭代最小二乘法的算法,設(shè)計(jì)了窄帶IQ校準(zhǔn)模塊的結(jié)構(gòu),復(fù)用了不平衡參數(shù)計(jì)算模塊和迭代控制模塊的資源。最后,對(duì)數(shù)字通道模塊進(jìn)行仿真和FPGA驗(yàn)證,先分別展示了子模塊的前仿真結(jié)果和整體模塊的仿真結(jié)果,并且基于ZYNQ和AD9361搭建了測(cè)試平臺(tái),在ZYNQ平臺(tái)上設(shè)計(jì)了 UART模塊和SPI模塊用于和PC機(jī)以及AD9361板通信,在這個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試,驗(yàn)證了數(shù)字通道模塊的功能和性能。數(shù)字濾波器的帶外衰減能達(dá)到76dB,窄帶IQ校準(zhǔn)直流抑制比和鏡像抑制比能達(dá)到52dB,滿足項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求。本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字通道模塊通用性更強(qiáng),更節(jié)省資源,具有良好的研究和應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

Ｉ邋ＩＩ邋Ｉ邋Ｉ邋１逡逑Ｉ邋ｉ邋ｊ邋ｉ邋Ｉ逡逑圖２．９輸出與輸入信號(hào)的彩色對(duì)比圖逡逑從圖２．９的仿真圖可以看出來，經(jīng)過半帶濾波器濾波后輸出的值成功覆蓋了逡逑輸入信號(hào)的序列號(hào)為奇數(shù)的值，輸出信號(hào)成功對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行了２倍的抽樣。逡逑２．２．３積分梳狀濾波器的設(shè)計(jì)逡逑積分梳狀濾波器（ＣＩＣ）由兩個(gè)部分組成，積分部分和梳狀部分，框圖如圖逡逑２．１０所示。逡逑—Ｚ－丨邐Ｚ￣Ｄ邋—逡逑Ｉ邐１邋ｙ｛ｎ）逡逑．響邋＾Ｈ２（ｚ）分邋＂逡逑圖２．１０單級(jí)ＣＩＣ結(jié)構(gòu)框圖逡逑左邊為積分器，右邊為梳狀部分，積分器的狀態(tài)方程可以寫為：逡逑ｙ（ｎ）邋＝邋ｙ（ｎ邋－邋１）邋＋邋ｘ（ｎ）邐（２．２２）逡逑積分器的傳輸函數(shù)可以寫成：逡逑＝邋ＨＰＴ邐（２－２３）逡逑梳狀結(jié)構(gòu)的狀態(tài)方程可以寫為：逡逑ｙ（ｎ）邋＝邋ｘ（ｎ）邋—邋ｘ（ｎ邋—邋ＤＭ）邐（２．２４）逡逑其中Ｄ為抽取因子，Ｍ為微分延遲，可以得到傳輸函數(shù)為：逡逑Ｈ（ｚ）邋＝邋（ｌ－ｚ￣ＤＭ）邐（２．２５）逡逑從而整體

最后一級(jí)還是用更高階的ＨＲ濾波器來實(shí)現(xiàn)。逡逑Ｉ邋ＩＩ邋Ｉ邋Ｉ邋１逡逑Ｉ邋ｉ邋ｊ邋ｉ邋Ｉ逡逑圖２．９輸出與輸入信號(hào)的彩色對(duì)比圖逡逑從圖２．９的仿真圖可以看出來，，經(jīng)過半帶濾波器濾波后輸出的值成功覆蓋了逡逑輸入信號(hào)的序列號(hào)為奇數(shù)的值，輸出信號(hào)成功對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行了２倍的抽樣。逡逑２．２．３積分梳狀濾波器的設(shè)計(jì)逡逑積分梳狀濾波器（ＣＩＣ）由兩個(gè)部分組成，積分部分和梳狀部分，框圖如圖逡逑２．１０所示。逡逑—Ｚ－丨邐Ｚ￣Ｄ邋—逡逑Ｉ邐１邋ｙ｛ｎ）逡逑．響邋＾Ｈ２（ｚ）分邋＂逡逑圖２．１０單級(jí)ＣＩＣ結(jié)構(gòu)框圖逡逑左邊為積分器，右邊為梳狀部分，積分器的狀態(tài)方程可以寫為：逡逑ｙ（ｎ）邋＝邋ｙ（ｎ邋－邋１）邋＋邋ｘ（ｎ）邐（２．２２）逡逑積分器的傳輸函數(shù)可以寫成：逡逑＝邋ＨＰＴ邐（２－２３）逡逑梳狀結(jié)構(gòu)的狀態(tài)方程可以寫為：逡逑ｙ（ｎ）邋＝邋ｘ（ｎ）邋—邋ｘ（ｎ邋—邋ＤＭ）邐（２．２４）逡逑其中Ｄ為抽取因子，Ｍ為微分延遲，可以得到傳輸函數(shù)為：逡逑Ｈ（ｚ）邋＝邋（ｌ－ｚ￣ＤＭ）邐（２．２５）逡逑從而整體的梳狀
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN858

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

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2 陳倩,姚玉強(qiáng);基帶數(shù)字濾波器的系數(shù)量化效應(yīng)仿真[J];無(wú)線通信技術(shù);2000年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 康世駿;衛(wèi)星接收機(jī)基帶通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];黑龍江大學(xué);2017年

2 文延?xùn)|;基于軟件無(wú)線電的移動(dòng)通信系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];湖南大學(xué);2016年

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4 丁鵬仁;基于ZYNQ的軟件無(wú)線電平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：2672014