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跳频电台数字化处理模块的研究

作　者: 李妍婷
导　师: 陈彦辉
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 跳频软件无线电中频数字化并行相关器跳频序列
分类号: TN914.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 25次
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内容摘要

本文研究了超短波高速跳频电台的数据发送、接收技术。首先,简要的介绍了跳频电台、软件无线电思想等。然后,着重研究了高速跳频通信系统中的数字上下变频、跳频序列产生技术和相关器。相关器采用了并行设计方案,能够同时完成16路Walsh序列的相关运算,并输出对应Walsh序列的序列号。并针对连续相位调制系统,提出了一种利用相关器来辅助实现同步的方法,具体分为差分相关、绝对相位相关两种方法。通过MATLAB仿真,分析了两种相关方法的性能。最后,针对前面介绍的算法,主要包括DA算法、查找表结构、相关运算等,在性能最佳的基础上,提出了适合于在FPGA中实现的设计方案,并给出了相应的简化设计方法,节省了FPGA芯片的逻辑资源,使它们的FPGA有效实现变为可能,并在通用的硬件平台上完成了各个模块的设计和验证。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 跳频电台简介  7
  1.2 软件无线电概述及其基本结构  7-10
    1.2.1 软件无线电概述  7-8
    1.2.2 软件无线电的基本结构  8-9
    1.2.3 中频数字化软件无线电结构  9-10
  1.3 软件无线电中FPGA的应用  10-13
    1.3.1 FPGA简介  10-11
    1.3.2 用FPGA实现数字信号处理的特点  11-13
第二章跳频电台中变频技术的理论基础  13-29
  2.1 数据采集原理与方法  13-15
    2.1.1 Nyquist采样定理  13-14
    2.1.2 带通采样  14-15
  2.2 多采样率数字信号处理  15-20
    2.2.1 信号的整数倍抽取  15-17
    2.2.2 信号的内插  17-19
    2.2.3 采样率变换的性质  19-20
  2.3 软件无线电中的数字滤波器  20-24
    2.3.1 数字滤波器的基本理论  20-22
    2.3.2 积分梳状(CIC)滤波器  22-24
  2.4 数字变频技术  24-29
    2.4.1 数字上、下变频简介  24-25
    2.4.2 数字上、下变频的相关理论  25-29
第三章跳频系统中相关器的设计  29-43
  3.1 跳频电台中相关器的功能  29-30
  3.2 跳频电台中所用的调制技术  30-32
    3.2.1 CPM信号的定义  31
    3.2.2 几种相位脉冲  31-32
  3.3 基于CPM调制方式下的相关器原理  32-40
    3.3.1 正交编码简介  32-34
    3.3.2 伪随机序列简介  34-35
    3.3.3 相关序列的选用  35-38
    3.3.4 相关器的工作原理  38-40
  3.4 性能比较  40-43
第四章算法的FPGA设计  43-65
  4.1 软件开发环境——QuartusⅡ简介  43
  4.2 基本设计方法  43-46
    4.2.1 传统硬件电路设计方法  43-44
    4.2.2 新兴的EDA硬件电路设计方法  44-46
  4.3 FPGA设计中需要注意的方面  46-51
    4.3.1 关于时钟的考虑  47-50
    4.3.2 和可靠性有关的几个概念  50-51
  4.4 数字变频器的FPGA设计  51-57
    4.4.1 硬件实现中的量化效应  51-53
    4.4.2 混频  53
    4.4.3 低通滤波和抽取  53-55
    4.4.4 有符号的DA算法及改进的DA解决方案  55-57
    4.4.5 滤波器工作时钟的选择  57
  4.5 数字相关器的FPGA设计  57-65
    4.5.1 差分相关器的FPGA设计  58-61
    4.5.2 绝对相位相关器的FPGA设计  61-65
结束语  65-67
致谢  67-69
参考文献  69-71
研究成果  71-72

跳频电台数字化处理模块的研究

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