基于dPMR协议的数字对讲机基带设计与FPGA实现

发布时间：2023-08-11 11:20

　　对讲机在灾害救援、公共安全、安防布控、能源运输、交通安全等领域发挥着无可替代的重要作用,随着通信技术的不断发展以及用户对功能需求的增长,对讲机完成数字化是必然的。ETSI于2005年推出的dPMR数字对讲机协议,具有设计技术门槛低、实现成本少的特点,十分适合对讲机由模拟向数字的过渡过程中使用。本文基于FPGA,以硬件逻辑实现dPMR对讲机的数字基带功能,对形成低成本的dPMR专用型基带芯片,具有一定参考意义。本文首先对dPMR标准协议进行详细的研究,分别对dPMR协议栈、基本帧结构、业务信令结构、信道编码技术以及基本帧的信道编码方式进行阐述;接着对dPMR数字基带的链路结构进行设计,并对链路中成型滤波、正交调制、差分鉴频、频偏估计和定时同步等关键技术进行研究设计,其中重点研究了定时同步算法,提出一种适用于dPMR系统的高精度、快速捕获且具有良好跟踪性能的定时估计算法;然后,根据应用需求,基于FPGA对数字基带进行整体结构设计和模块划分,并对各时钟域中的子模块进行设计实现,在高速时钟域重点设计了组帧控制器和解帧控制器,以完成数字基带组解帧控制,在低速时钟域重点对滤波器模块、前导码检测模块...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 数字对讲机的国内外研究现状
    1.3 论文主要工作与结构安排
第2章 dPMR协议研究
    2.1 dPMR协议栈简介
    2.2 dPMR突发传输的帧结构
        2.2.1 信息帧结构
        2.2.2 尾帧结构
        2.2.3 负载帧结构
        2.2.4 业务信令结构
    2.3 dPMR协议中的信道编码研究
        2.3.1 CRC校验
        2.3.2 汉明编码
        2.3.3 交织
        2.3.4 扰码
        2.3.5 基本帧的信道编码
    2.4 dPMR的调制方式
    2.5 本章小结
第3章 数字基带关键技术设计
    3.1 基带链路结构设计
    3.2 成型滤波
    3.3 正交调制
    3.4 差分鉴频
    3.5 频偏估计
    3.6 定时同步
        3.6.1 定时误差估计
        3.6.2 插值控制和插值滤波
        3.6.3 算法仿真
    3.7 本章小结
第4章 基于FPGA的数字基带实现
    4.1 数字基带实现架构
    4.2 高速时钟域单元
        4.2.1 SPI设备控制器
        4.2.2 寄存器组
        4.2.3 组帧控制器
        4.2.4 解帧控制器
        4.2.5 编码模块和解码模块
        4.2.6 映射模块
        4.2.7 同步码检测器
    4.3 低速时钟域单元
        4.3.1 正交调制模块
        4.3.2 差分鉴频模块
        4.3.3 滤波器模块
        4.3.4 前导码检测模块
        4.3.5 频偏估计模块
        4.3.6 位同步模块
        4.3.7 序列判决模块
    4.4 异步FIFO
    4.5 本章小结
第5章 数字基带的仿真验证与板级验证
    5.1 仿真验证
        5.1.1 仿真验证平台的搭建
        5.1.2 验证结果及分析
        5.1.3 接收机性能测试
    5.2 板级验证
        5.2.1 FPGA验证平台
        5.2.2 验证结果及分析
    5.3 本章小结
第6章 结论和展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3841231