动态频谱共享系统中无线传输链路的DSP接口设计与实现

发布时间：2016-12-25 14:44

  本文关键词：利用循环谱和参数统计的数字调制信号识别，由笔耕文化传播整理发布。

《电子科技大学》 2011年

动态频谱共享系统中无线传输链路的DSP接口设计与实现

王丹飞  

【摘要】：随着无线通信技术的飞速发展及无线用户的不断增长,无线频谱资源成为非常稀缺的资源。为了充分利用频谱资源,人们提出了“认知无线电(CR,Cognitive Radio)技术”。频谱感知无线电是认知无线电的简化形式,它只关注于频谱,并通过实时感知授权用户的存在与否以决定是否可以使用授权频段进行无线通信。 本课题来源于动态频谱资源共享宽带无线通信系统验证网络开发项目,该项目目标是在694-806MHZ电视频段进行动态频谱资源共享的功能演示,从而验证频谱感知无线电技术的可行性。为了实现频谱资源共享,网络节点是基于软件无线电平台的,并且采用当前最流行的CPCI工控机+DSP+FPGA的硬件体系架构实现。其中CPCI工控计算机用作协议处理机,完成3种网络架构的协议处理工作;DSP+FPGA作为基带板实现无线传输链路的物理层功能。 本文研究的主要内容是基带板卡DSP接口的硬件设计和软件实现,基带板硬件设计中详细介绍了使用PCI6152桥将基带板上两片DSP扩展到CPCI工控机的PCI接口硬件连接;以及DSP和FPGA之间、DSP和DSP之间总线连接。 DSP接口软件设计部分重点阐述了用于实现协议层和物理层(DSP)之间数据和命令交互的PCI接口,包括PCI驱动开发方案、PCI地址映射机制、PCI中断机制和PCI与DSP消息通信机制等。基带处理部分详细描述了DSP和FPGA、以及DSP与DSP之间的接口操作和接口协议实现。此外,本文还研究了使用C6455 DSP片上集成的TCP2协处理器实现接收机Turbo译码。 在测试过程中,首先对PCI接口性能进行了独立、全面的测试。然后在PCI接口测试基础上,通过DSP对上层不同管理命令的响应分别验证了DSP其它接口性能。最后,在整个硬件平台上,经中频对接和无线传输两种环境下测试,验证了硬件平台的可靠性和接口数据传输的正确性,以及接口协议设计的合理性和有效性。

【关键词】：
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TN925
【目录】：

摘要4-5

Abstract5-14

第一章 绪论14-22

1.1 课题研究背景及研究任务14-17

1.1.1 认知无线电技术的发展背景14-15

1.1.2 动态频谱资源共享系统15-17

1.1.2.1 频谱感知认知无线电15

1.1.2.2 课题研究任务及关键技术15-16

1.1.2.3 动态频谱资源共享试验系统网络模型16-17

1.2 PCI 总线传输技术概述17-20

1.2.1 PCI 总线17-18

1.2.2 PCI、PCI-X 和PCI-Express 总线18-19

1.2.3 Compact PCI 工业计算机总线标准19-20

1.3 论文主要工作及章节结构安排20-22

第二章 软件无线电硬件平台设计22-42

2.1 多网络融合架构下的无线传输机制[10]22-25

2.1.1 物理层传输参数22-23

2.1.2 信道模型23

2.1.3 物理层传输功能框图23-25

2.2 软件无线电硬件平台方案25-28

2.2.1 网络节点通信机结构[12]25-26

2.2.2 基带处理板结构及功能26-27

2.2.3 主要芯片介绍27-28

2.3 基带板DSP 接口硬件设计28-40

2.3.1 PCI 接口设计28-32

2.3.2 DSP 和FPGA 之间的总线连接32-37

2.3.3 DSP 和DSP 之间的双口RAM 接口设计37-39

2.3.4 实物图39-40

2.4 本章小结40-42

第三章 硬件平台DSP接口软件实现42-66

3.1 DSP 接口模型42

3.2 主机和DSP 间PCI 接口实现42-58

3.2.1 PCI 接口实现方案42-44

3.2.2 PCI 驱动程序设计流程44-46

3.2.3 PCI 地址映射机制46-50

3.2.3.1 DSP0 从窗地址映射47-49

3.2.3.2 DSP1 主窗地址映射49-50

3.2.4 PCI 中断机制50-53

3.2.5 PCI 接口消息通信机制53-58

3.2.5.1 PCI 驱动—>DSP0 下行数据发送54-55

3.2.5.2 DSP1—>PCI 驱动上行数据接收55

3.2.5.3 管理类消息交互55-58

3.3 DSP 和FPGA 之间的接口实现58-63

3.3.1 接口模型58

3.3.2 基带数据发送流程58-61

3.3.3 基带数据接收流程61-62

3.3.4 控制命令交互62-63

3.4 DSP 之间的双口RAM 接口实现63-65

3.4.1 接口模型及功能63-64

3.4.2 DSP 初始化交互及命令转发64-65

3.5 本章小结65-66

第四章 基于C6455DSP TCP2协处理器的Turbo译码实现66-80

4.1 TCP2 协处理器66-67

4.1.1 TCP2 简介66-67

4.1.2 TCP2 接口模型和工作原理67

4.2 TCP2 相关的Turbo 译码算法理论介绍67-72

4.2.1 TCP2 编码器结构67-69

4.2.2 TCP2 译码器结构及译码过程69-70

4.2.3 简化算法Log-MAP 和Max-Log-MAP70-71

4.2.4 滑窗MAP 算法71-72

4.3 TCP2 编程实现72-76

4.3.1 TCP2 任务流程图72

4.3.2 数据预处理72-74

4.3.3 参数配置实例74

4.3.4 EDMA 实现74-76

4.4 仿真结果76-78

4.5 本章小结78-80

第五章 硬件平台总体性能测试80-91

5.1 PCI 接口性能测试81-83

5.1.1 基本项测试81-82

5.1.2 DSP1 主写速率测试82-83

5.2 DSP 和FPGA 之间接口性能测试83-86

5.2.1 信道机频道切换测试83-84

5.2.2 静默期配置测试84-85

5.2.3 管理命令响应时延测试85-86

5.3 DSP 和DSP 之间接口性能测试86-87

5.4 中频对接测试87-89

5.5 网络节点间无线收发测试89-90

5.6 本章小结90-91

第六章 全文总结91-93

6.1 本文主要工作91

6.2 下一步研究方向91-93

致谢93-94

参考文献94-96

个人简历96-97

硕士研究生期间的研究成果97-98

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【引证文献】

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【参考文献】

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【二级参考文献】

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  本文关键词：利用循环谱和参数统计的数字调制信号识别，，由笔耕文化传播整理发布。

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