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泛在无线信号产生平台研制

发布时间:2018-12-29 13:02
【摘要】:随着通信技术的迅猛发展,基于软件无线电技术应用研究逐渐成为国内外科研单位与高校的研究热点。在电子通信领域,信号发生器是一种最常用的仪器设备,但其中普通信号发生器仅有信号生成功能,而功能齐全的矢量信号发生器价格昂贵、体积大。因此借助软件无线电技术,生成具备某种外界环境参数的信号,对构建实际测试场景意义重大。本文旨在研究泛在无线信号产生平台,分析泛在信号通用设计方案,接着优化以下几个方面达到设计目的。第一,本文实现方式由独立硬件电路转变为软硬件结合。即在个人计算机(Personal Computer,PC)上建立通用调制模型,产生基带调制信号,利用外设部件高速互连(Peripheral Component Interconnect Express,PCI Express)通信链路接口,传输数据至可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA),进行后续数字处理。第二,本文对通用模型进行改进,以软件化的形式增加了噪声背景、多普勒频移效应和多径效应三种功能,从而使该平台能够模拟出实际工程中特殊应用场景。其中在噪声模型中摒弃传统噪声源配件,直接由软件模拟生成噪声数据。针对多普勒频移模型,本文改进了传统匀加速模型,根据速度或加速度函数,建立一种任意速度多普勒频移模型。对于多径效应模型,在单载波信号模型基础上,提出一种多载波模型,满足复杂环境参数需求。总的来说,本文改进的三个功能模型比传统设计具有更多优势,能够应用于特殊场合。在设计过程中,主要使用MATLAB软件和ModelSim软件对上位机调制模型、底层信号处理模块以及PCI Express接口进行了相应仿真测试。同时还使用矢量信号分析仪对调制数据进行验证测试。测试结果表明,本文所设计的基本模块工作正常。但由于涉及领域广、工作量较大,仍然存在较多改善之处,将在随后的工作中继续开展。
[Abstract]:With the rapid development of communication technology, the research on the application of software radio technology has gradually become the research hotspot of scientific research institutions and universities at home and abroad. In the field of electronic communication, the signal generator is one of the most commonly used instruments, but the ordinary signal generator has only the function of signal generation, and the full-featured vector signal generator is expensive in price and large in volume. Therefore, it is of great significance to create a signal with some external environmental parameters by means of software radio technology. The purpose of this paper is to study the ubiquitous wireless signal generation platform, analyze the universal design scheme of the ubiquitous signal, and then optimize the following aspects to achieve the purpose of the design. First, the realization mode of this paper is changed from independent hardware circuit to hardware and software combination. That is to build a general modulation model on personal computer (Personal Computer,PC), generate baseband modulation signal, use peripheral components to high speed interconnect (Peripheral Component Interconnect Express,PCI Express) communication link interface, and transmit data to programmable logic gate array (Field Programmable Gate Array,). FPGA), carries on the subsequent digital processing. Secondly, this paper improves the general model by adding three functions of noise background, Doppler frequency shift effect and multipath effect in the form of software, so that the platform can simulate the special application scene in practical engineering. In the noise model, the traditional noise source parts are abandoned and the noise data is generated directly by software simulation. For the Doppler frequency shift model, this paper improves the traditional uniform acceleration model and establishes an arbitrary velocity Doppler frequency shift model according to the velocity or acceleration function. For the multipath effect model, based on the single carrier signal model, a multi-carrier model is proposed to meet the needs of complex environmental parameters. In general, the improved three functional models have more advantages than the traditional design, and can be used in special situations. In the design process, the modulation model, the underlying signal processing module and the PCI Express interface of the host computer are simulated and tested by MATLAB and ModelSim software. At the same time, the vector signal analyzer is used to verify the modulation data. The test results show that the basic modules designed in this paper work well. However, due to the wide range of areas, heavy workload, there are still more improvements, will continue in the subsequent work.
【学位授予单位】:四川师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN92

【参考文献】

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本文编号:2394861

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