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扩频通信芯片STEL-2000A的FPGA实现

作　者: 谭强
导　师: 万毅
学　校: 兰州大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: FPGA 扩频通信 CDMA STEL-2000A VHDL
分类号: TN914.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 49次
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内容摘要

扩频通信系统具有很多常规通信系统无法比拟的优点,比如抗干扰能力强,信息隐蔽性好、多址保密通信等。目前,扩频通信技术已从军事领域逐渐向民用领域发展并成为3G移动通信的通用标准。对于扩频通信系统的构建目前一般的做法是采用高集成度的专用芯片,集成度较高的扩频通信芯片的典型代表当属Stanford Telecom的STEL-2000A。由于国内制造工艺和设计水平的限制目前还没有高集成度的专用扩频通信芯片,然而STEL-2000A本身属于传统的ASIC因此难免有ASIC先天的缺点如：功能相对固定、升级困难等,因此不论是从现实还是长远的角度出发,采用FPGA来实现扩频通信集成芯片的替代都有着重要意义,国内也有很多相关的项目。本论文对扩频通信的原理及其FPGA实现方法进行了相关研究,在此基础上将SIEL-2000A的功能进行模块化,然后采用VHDL语言对各模块进行实现,最后基于Xilinx公司的ISE10.1开发平台在Virtex-Ⅱ Pro系列FPGA芯片上实现了扩频芯片STEL-2000A的核心功能。实际测试结果表明,本文设计的扩频通信芯片正确实现了STEL-2000A的核心功能。本文设计经过进一步的时序约束、面积约束和资源优化后可以提高芯片的稳定性和降低成本,无论是从功能上还是价格上都可以作为STEL-2000A的替代方案,因此具有一定的理论价值和良好的直接使用价值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-14
  1.1 课题研究背景及意义  7-8
  1.2 课题国内外研究现状  8-10
    1.2.1 扩频通信芯片的发展现状  8-9
    1.2.2 可编程逻辑器件的发展现状  9-10
  1.3 开发实现平台  10-13
    1.3.1 开发语言VHDL简介  10-11
    1.3.2 ISE 10.1集成开发环境  11-12
    1.3.3 FPGA器件选择  12-13
  1.4 论文主要工作和论文结构  13-14
第二章扩频通信及STEL-2000A原理  14-20
  2.1 扩频通信基本原理  14-16
  2.2 直接序列扩频原理  16-17
  2.3 STEL-2000A整体框架  17-19
  2.4 本章小结  19-20
第三章 STEL-2000A的FPGA实现  20-41
  3.1 发射子系统的实现  20-29
    3.1.1 时钟模块  20-22
    3.1.2 串并转换模块  22-23
    3.1.3 差分编码模块  23-24
    3.1.4 PN序列发生器  24-26
    3.1.5 数控振荡器NCO模块  26-28
    3.1.6 QPSK调制模块  28-29
  3.2 接收子系统的实现  29-40
    3.2.1 数字下变频模块  29-32
    3.2.2 匹配滤波器  32-35
    3.2.3 差分解调模块  35-38
    3.2.4 并串转换模块  38
    3.2.5 AFC模块  38-40
  3.3 本章小结  40-41
第四章系统调试及测试结果  41-46
  4.1 嵌入式逻辑分析仪ChipScope Pro简介  41-42
  4.2 测试数据生成模块  42
  4.3 测试结果  42-45
    4.3.1 发射部分调试结果  42-43
    4.3.2 接收部分调试结果  43-45
  4.4 本章小结  45-46
第五章经验分享、工作总结及展望  46-50
  5.1 全文总结  46-47
  5.2 开发经验  47-49
  5.3 未来工作展望  49-50
参考文献  50-52
在学期间的硏究成果  52-53
致谢  53

扩频通信芯片STEL-2000A的FPGA实现

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