TETRA数字集群通信直放站的研制

发布时间：2017-10-29 06:15

  本文关键词：TETRA数字集群通信直放站的研制

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【摘要】：TETRA数字集群在专网通信中具有重要应用。数字集群通信基站往往存在覆盖盲区,导致用户通信失败。作为对TETRA集群基站网络覆盖的补充和延伸,TETRA直放站是一种有效方案。TETRA数字集群通信直放站的主要功能是对上行信号和下行信号进行功率放大,在终端和基站之间完成中继任务。传统的直放站模式单一,抗回波干扰能力差,容易发生直放站自激,严重时瘫痪通信网络,这个缺点严重制约了直放站的应用。针对上述情况,设计一种具有回波抑制能力的直放站就很有必要。首先,本文简要介绍了集群通信,然后介绍了TETRA直放站的研制背景及意义。详细分析了系统指标并讨论了系统可能的架构。综合多个因素,采用了先将射频信号变频到中频处理再上变频到射频的系统架构。同时,为了增加直放站应用的灵活性提出将直放站在中频部分分为数字处理和模拟选带处理两种模式。文中详细对系统各个指标进行了分析预算,将系统指标分配到具体模块单元,并根据各单元分配的指标对器件选型,并进行仿真验证。本文设计了系统PCB板和腔体。其次,本文详细论证了所采用数字中频技术中涉及的各种理论。对多速率信号处理原理,带通采样,数字上下变频原理进行了详细的说明。针对回波干扰引起的直放站自激,采用了具有延迟模块的自适应干扰消除方案并对程序所采用的LMS算法进行了理论分析和MATLAB仿真验证。仿真结果说明本文提出的具有延迟模块的自适应干扰消除程序可以对回波进行有效的消除,大大减小了直放站的自激风险。最后,本文对模拟选带模式下的直放站进行了各项射频指标的实物测试,并根据测试结果对系统进行调试,使系统测试结果达到预定指标。数字中频系统采用FPGA平台实现,利用MATLAB,MODELSIM以及ISE对编写的Verilog程序进行了联合仿真验证。
【关键词】：TETRA直放站 射频 数字中频 干扰消除 FPGA
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.52
【目录】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-14
• 1.1 集群通信系统概述11-12
• 1.2 课题背景12-13
• 1.3 本文的主要工作和结构安排13-14
• 第二章 直放站射频部分设计14-36
• 2.1 系统指标的制定14-15
• 2.2 系统方案的选择15-16
• 2.3 系统指标的分析与预算16-23
• 2.3.1 系统增益16-17
• 2.3.2 系统噪声系数17-18
• 2.3.3 互调衰减18-19
• 2.3.4 增益调节范围19
• 2.3.5 传输时延19
• 2.3.6 系统上下行环路隔离19-20
• 2.3.7 直放站阻塞20
• 2.3.8 带外杂散发射20-21
• 2.3.9 系统本振模块设计21
• 2.3.10 带外抑制21-22
• 2.3.11 自动增益控制模块设计22
• 2.3.12 增益平坦度22-23
• 2.4 系统各级模块器件选型23-30
• 2.4.1 系统中无源器件的选型23-25
• 2.4.1.1 双工器的选型23-24
• 2.4.1.2 声表滤波器选型24-25
• 2.4.2 放大器选型25-26
• 2.4.2.1 低噪声放大器25
• 2.4.2.2 射频放大器及可变增益放大器25
• 2.4.2.3 推动放大器及末级功放25-26
• 2.4.3 混频器的选型26-27
• 2.4.4 系统本振设计27-30
• 2.5 关键模块的仿真设计30-35
• 2.5.1 低噪声放大模块的仿真设计31-32
• 2.5.2 变频模块仿真设计32-34
• 2.5.3 功放模块设计34-35
• 2.6 本章总结35-36
• 第三章 直放站数字部分设计36-52
• 3.1 软件无线电及数字中频技术36-37
• 3.2 数字中频技术的相关理论37-51
• 3.2.1 Nyquist采样定理37-38
• 3.2.2 带通信号采样定理38-39
• 3.2.3 多速率信号处理39-42
• 3.2.3.1 整数倍抽取39-41
• 3.2.3.2 整数倍内插41-42
• 3.2.4 数字滤波器设计42-44
• 3.2.4.1 FIR滤波器设计43-44
• 3.2.4.2 CIC滤波器的设计44
• 3.2.5 数字上/下变频44-46
• 3.2.5.1 数字本振45-46
• 3.2.5.2 数字混频器46
• 3.2.6 自适应干扰消除模块46-51
• 3.2.6.1 自适应干扰消除原理47-50
• 3.2.6.2 LMS算法的MATLAB性能仿真50-51
• 3.3 本章总结51-52
• 第四章 数字中频模块的仿真及实现52-63
• 4.1 数字中频系统的开发环境52-53
• 4.2 数字中频系统设计方案53-54
• 4.3 DDC模块的仿真设计及验证54-59
• 4.3.1 NCO模块的仿真及验证。54-55
• 4.3.2 数字混频模块仿真及验证55-56
• 4.3.3 CIC抽10滤波器的仿真及验证56-58
• 4.3.4 FIR滤波器的仿真及验证58-59
• 4.4 干扰消除模块的仿真及实现59-61
• 4.4.1 延时模块设计59
• 4.4.2 系数更新模块设计59-60
• 4.4.3 自适应滤波器设计60
• 4.4.4 相减模块设计60-61
• 4.5 数字上变频模块仿真及验证61-62
• 4.6 本章小结62-63
• 第五章 直放站硬件测试63-74
• 5.1 系统本振调试与测试64-65
• 5.2 系统增益及带内波动测试65-67
• 5.3 链路输出功率测试67-68
• 5.4 系统噪声系数测试68-69
• 5.5 系统带外抑制度测试69-70
• 5.6 系统ACPR测试70-71
• 5.7 数字信道选择模块测试71-73
• 5.8 本章总结73-74
• 第六章 结论与展望74-75
• 6.1 本文的工作总结74
• 6.2 下一步工作展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-78
• 攻读硕士期间取得的研究成果78-79

【参考文献】

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1 阚润田,王俊峰;TETRA数字集群设备主要技术指标和测试方法(下)[J];移动通信;2002年12期

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本文编号：1111749