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便携式软件无线电平台零中频数字接收机设计与实现

发布时间:2018-05-23 07:12

  本文选题:便携平台 + 零中频接收机 ; 参考:《电子科技大学》2014年硕士论文


【摘要】:新型零中频接收机与传统超外差接收机相比,具有结构简单、硬件成本低、体积小、功耗较低、易于集成等优点,契合无线通信产品的发展趋势,具有极大的竞争力。但是,零中频接收机硬件设计也会带来诸多问题,其中,I/Q不平衡会恶化接收机信噪比等关键指标,降低接收机性能。论文设计与实现了便携式软件无线电平台零中频数字接收机,具体内容如下:第一,根据便携式软件无线电平台结构和需求,设计与实现接收机硬件平台。构建零中频接收机硬件总体方案,完成模块划分和器件选型;概要设计数字接收模块、数字处理模块、本振模块和关键接口;详细设计射频接收通路和时钟源;完成接收链路性能预算,仿真分析时钟源性能指标;接收机信号频率范围为225MHz~512MHz,最大数据传输带宽为2MHz。第二,结合接收机硬件设计,配合数字补偿算法解决I/Q不平衡问题。通过方案设计和器件选型,提高I路和Q路硬件电路的一致性;根据便携平台硬件资源有限和通信频段资源宝贵的特点,选用了计算量小、不占用通信频带的盲估计数字补偿算法;详细介绍算法模型和不平衡参数估计方法;设计I/Q不平衡仿真方案,分析仿真结果;当幅度不平衡参数??1,相位不平衡参数??0.1时,算法可提高镜像抑制29.6dB。第三,测试与分析硬件平台和算法补偿实现效果。测试射频接收通路、本振模块、零中频ADC和时钟源的性能,分析各功能模块硬件设计效果;对比测试225MHz~512MHz范围内I/Q不平衡补偿前后接收链路性能差异,补偿前接收链路镜像抑制小于需求指标,补偿后镜像抑制大于接收机需求的30dB,满足设计需求。论文设计与实现了便携式软件无线电平台零中频接收机硬件电路,并采用数字补偿算法改善I/Q不平衡问题。测试验证了硬件设计满足需求,算法补偿后接收机镜像抑制满足设计需求。论文对便携式软件无线电平台零中频接收机硬件设计和算法补偿I/Q不平衡问题,有一定的参考意义。
[Abstract]:Compared with the traditional superheterodyne receiver, the new zero-if receiver has the advantages of simple structure, low hardware cost, small volume, low power consumption and easy integration. It is in line with the development trend of wireless communication products and has great competitiveness. However, there are many problems in the hardware design of zero-if receiver. The I / Q imbalance will worsen the receiver's signal-to-noise ratio (SNR) and reduce the receiver's performance. This paper designs and implements the zero-if digital receiver of the portable software radio platform. The main contents are as follows: firstly, according to the structure and requirement of the portable software radio platform, the hardware platform of the receiver is designed and implemented. The hardware scheme of zero-intermediate frequency receiver is constructed, the module partition and device selection are completed, the digital receiving module, digital processing module, local oscillator module and key interface are designed, the radio frequency receiving path and clock source are designed in detail. The performance budget of the receiving link is completed and the performance index of the clock source is simulated and analyzed. The signal frequency range of the receiver is 225 MHz / 512 MHz and the maximum data transmission bandwidth is 2 MHz. Secondly, combining the hardware design of receiver and digital compensation algorithm to solve the I / Q imbalance problem. Through the scheme design and device selection, the consistency of I and Q hardware circuits is improved, and according to the characteristics of limited hardware resources of portable platform and precious resources of communication frequency band, the calculation is small. Blind estimation digital compensation algorithm that does not occupy communication frequency band; detailed introduction of algorithm model and unbalance parameter estimation method; design of I / Q unbalanced simulation scheme and analysis of simulation results; when amplitude unbalance parameter is 1, phase imbalance parameter is 0. 1, The algorithm can improve the image suppression by 29.6dB. Third, test and analyze the effect of hardware platform and algorithm compensation. The performance of RF receiving path, local oscillator module, zero-intermediate frequency ADC and clock source is tested, and the hardware design effect of each functional module is analyzed, and the difference of receiving link performance before and after I / Q imbalance compensation in 225MHz~512MHz range is compared. The pre-compensation received link mirror suppression is less than the requirement index, and the compensated image suppression is more than 30 dB of the receiver requirement, which meets the design requirements. This paper designs and implements the hardware circuit of zero if receiver of portable software radio platform, and uses digital compensation algorithm to improve the I / Q imbalance problem. The test results show that the hardware design meets the demand, and the image suppression of the receiver after the algorithm compensation meets the design requirements. This paper has some reference significance for the hardware design of zero if receiver and the algorithm to compensate the I / Q imbalance of portable software radio platform.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN858

【共引文献】

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本文编号:1923769

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