基于SoC的数字中频信号的功率均衡处理

发布时间：2017-07-04 18:05

  本文关键词：基于SoC的数字中频信号的功率均衡处理

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【摘要】：软件无线电技术自提出之后即在很多通信系统中得到了广泛的应用。收发信机由于受外界各种因素的影响,导致各信道输出信号功率相差很大,不利于后续处理。为了解决这样的问题,本文提出了一个基于ZYNQ片上系统与AD9361的数字中频信号处理系统的设计方案,该系统的核心部分为:集成了ARM和FPGA的片上系统、射频捷变收发器AD9361芯片。且该系统是软件可编程的,使其能够接收不同参数的无线信号,在不用更换硬件系统的情况下,便可以完成不同信号的接收和处理,旨在提高调频广播信号的质量与覆盖率。自动增益控制电路能使接收信号控制在一定的范围之内,即在接收较强信号时,收发信机的增益变低,而在接收较弱信号时则增益变高。但是随着收发信机性能的不断改善,对自动增益控制系统的要求也越来越高。但是收发信机只能解决信号整体幅度的增大或减小,并不能实现每个信道的幅度均衡,所以为了实现更好的处理结果,需要通过设计IP核来实现对每个信道的功率均衡。本文根据“基于SoC与AD9361的数字中频信号的功率均衡”研究课题,主要完成了模数转换、数字上/下变频、自动增益控制,然后从频域和空域两种方案对功率均衡进行设计。在频域中通过FFT把时域信号转换成频域信号,然后对相应的频段进行功率均衡。由于输入信号经FFT变换之后,延时较大,数据易于丢失,导致数据无法完全输出,所以不易于数据的实时处理;在空域中采用时频重叠多信号处理技术来设计并行的16个带通滤波器、积分器和乘法器来实现信号的功率均衡,有效解决了FFT中存在的时延问题,并下载到SoC上,可清晰地看到信号的均衡效果图。本文涉及Vivado、Linux和Matlab等软件编程,并最后在开发板上进行了验证,对测试出来的结果进行分析,达到了预定的要求。本文的工作对其它的软件无线电系统的实现也有一定的参考价值,对无线通信系统的发展也具有一定的意义。
【关键词】：软件无线电 SoC AD9361 自动增益控制 IP核
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.7
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 软件无线电的介绍11-13
• 1.2.1 软件无线电的定义11
• 1.2.2 软件无线电的特点11-12
• 1.2.3 软件无线电应用前景和发展趋势12-13
• 1.3 国内外研究现状13-15
• 1.3.1 AGC国内研究现状13-14
• 1.3.2 AGC国外研究现状14
• 1.3.3 均衡技术的研究现状14-15
• 1.4 本文主要研究内容15-17
• 第二章 软件无线电中频数字化接收理论17-31
• 2.1 中频数字化接收机17-18
• 2.2 信号采样理论18-20
• 2.2.1 Nyquist采样定理18-19
• 2.2.2 带通采样理论19-20
• 2.3 数字正交变换20-21
• 2.4 抽取与滤波21-24
• 2.5 数字滤波器24-30
• 2.5.1 数字滤波器原理24-26
• 2.5.2 滤波器的多级实现26-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第三章 无线数字中继系统的构成31-39
• 3.1 无线数字中继系统31-32
• 3.2 射频捷变收发器—AD936132-36
• 3.2.1 模拟和数字滤波器33-35
• 3.2.2 串行外围接口(SPI)35-36
• 3.3 SoC技术36-38
• 3.3.1 组成结构：FPGA与ARM37
• 3.3.2 PS与PL的接口技术37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 自动增益控制39-46
• 4.1 传统自动增益控制电路介绍39-41
• 4.2 本文采用的AGC结构41-43
• 4.3 AGC实验结果分析43-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第五章 功率均衡的IP核设计46-62
• 5.1 IP核技术46-51
• 5.2 功率均衡的IP核设计51-57
• 5.3 时域重叠法的IP核设计57-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 总结与展望62-63
• 6.1 本文工作与总结62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-65
• 附录65-85
• 攻读硕士学位期间参加的项目、发表的论文情况85-86
• 致谢86

【参考文献】

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本文编号：518748