基于DSP BUILDER的单边带调制解调系统设计【开题报告】

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毕业论文开题报告电子信息工程基于DSPBUILDER的单边带调制解调系统设计一、课题研究意义及现状调制和解调是现代通信必不可少的内容和手段，随着无线电技术的发展和各种通信设备不断地投放市场，通信频道拥挤的问题日渐突出，因此占用较窄频带或能在同一频段内容纳更多用户的通信技术普遍的受到人们的重视。现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好，单边带通信是目前应用比较广泛并具有占用较窄频带特点的一种通信方法，该技术可以更加有效的利用电能和带宽。调幅技术输出的调制信号带宽为源信号的两倍，而单边带调制技术只利用其中一个边带进行通信，不仅增加了发射功率增益,缩小了体积,减轻了重量,而且提高了通信容量和电磁兼容性,从而提高了信道的通信率和抗干扰能力，避免了不必要的发射功率，符合未来通信技术发展的方向。有关数据显示2004年中国单边带收发信机项目产业的国内生产总值达159878亿元，2005年达183217亿元，同比增长10.4%，2006年达211924亿元，同比增长11.6%，2007年达257306亿元，同比增长13.0%，2008年达300670亿元，同比增长9.0%。预计在未来3～5年生产总值将会保持8%的增长速率，具有广阔的市场前景。目前SSB的调制解调技术主要有三种，即经典滤波（filter）方法、hartley算法和weaver算法。三种方法中滤波器算法是最简单、最经典的算法，在模拟单边带系统中也是使用最多的一种。但是它的缺点是不容易在模拟电路中实现，因为带通滤波器（BPF）的模拟中频很难达到系统的要求。而Weaver和Hartley算法比较复杂，需要操作的步骤多且其中的某些步骤对信号波形要求较高，比如正交载波的相位差误差必须很小，需要精确的幅度平衡等，想要在模拟电路中实现这些要求是非常困难的。而利用数字技术的处理方法却能够非常容易地克服这些困难，例如使用高性价比的通用FPGA芯片使数字SSB系统性价比经远远超过了模拟系统。特别是在计算量极大的多相调制解调系统中，数字SSB无线电系统占据了绝对优势。二、课题研究的主要内容和预期目标主要内容本课题研究的主要内容是基于DSPBUILDER的单边带调制解调系统的设计。由于人耳能听到的音频信号范围为20HZ-20KHZ，所以选择20KHZ左右的调制信号，160KHZ左右的载波信号。实验中首先采用DSPBUILDER平台进行基于模块化的设计，然后对模块进行编译，生成TESTBENCH文件，再利用MODELSIM进行仿真，初步验证设计的正确性，在QUARTUSII 环境中进行设计与开发，编译下载至目标板，最后用SIGNALTAPIILOGICANALYZER观察输出波形以验证设计的正确性。预期目标单边带通信是目前应用比较广泛并具有占用较窄频带特点的一种通信方法。本课题要求基于DSPBUILDER平台，结合QUARTUSII和MATLAB软件设计一种单边带调制解调制系统，并用硬件验证设计的正确性。三、课题研究的方法及措施DspbuliderMatlabaideddesignFPGA芯片生成testbench文件进入modelsim仿真DspbuliderMatlabaideddesign图1设计总框图本课题研究采用如图1所示的设计步骤，设计流程的第一步为Matlab目标设计，要求在Matlab中进行设计输入，建立SSB调制解调的模型文件。第二步通过Dspbuilder的Signalcompiler把模型文件转换成硬件描述语言VHDL文件。第三步把转换出的VHDL代码下载至FPGA板用硬件实现。目标设计用该软件平台分别实现三种调制算法（Filter法是一步采样率，Weaver法和Hartley法分别采用了4点和5点内插算法，中频采样率都是48.077kHz），并进行了性能测试，最后用硬件验证设计的正确性。四、课题研究进度计划毕业设计期限：自2010年10月20至2011年4月20日。第1周—第2周：分析课题任务，查阅文献资料,研究该类产品的设计技术。第3周—第4周：熟悉MATLAB、DSP BUILDER和QUARTUSII软件的集成环境。构造系统总体设计框架，完成开题报告、文献综述、外文翻译。第5周—第6周：完成系统总体设计方案、软件程序的具体模块。第7周—第8周：撰写设计论文。 第9周—第10周：系统调试并完善，下载至硬件进行验证。第11周—第12周：设计作品、论文的最终修改及完善。五、参考文献[1]沈保锁，侯春萍.现代通信原理[M].国防工业出版社，2009,1：25～30.[2]李景强,李双田，李昌立，等.用DSP实现单边带调制解调的几种算法及性能比较[J].信号处理，1999,15（增刊）:646～649.[3]Kishi,Takahiko.SSBmodulationanddemodulationapparatus[M].UnitedStatesPatentUS4994769.1991.02.[4]AnImprovedMethodforDigitalSSB-FDMModulationandDemodulation[J].IEEE.2003.06,第5期：720～725.[5]顾丽琴，谢凯年.一种数字单边带调制方法[J].微计算机信息，2007年，第25期:42～53.[6]王奎甫.全数字化载波通信的原理及实现方法[J].继电器.2002年，第30期：27～30.[7]张敬利，丁国栋，易克初.基于DSP的信号单边带调制的实现[J].通信技术，2003年，第3期:30～31.[8]尹敬湘，王平.数字式单边带调制的关键及实现方法[J].海军工程大学学报，2005，第2期：74～81.[9]丁玉美，高西全.数字信号处理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2000.12.[10]Single-sidebandmodulation[EB/OL],2010,10.http://en.wikipedia.org/wiki/Single-sideband_modulation[11]ssbmodulation[EB/OL]2010,10.http://www.2dix.com/pdf-2010/ssb-modulation-pdf.php[12]基于FPGA的单边带调制解调系统[EB/OL]2010,10.http://wenku.baidu.com/view/3567cc630b1c59eef8c7b44f.htmlhttp://www.chinaaet.com/article/index.aspx?id=18507[13]张志刚.FPGA与SOPC设计教程：DE2实践[M].西安电子科技大学出版社，2007.04:251～259.[14]邵玉斌.Matlab/simulink通信系统建模与仿真实例[M].北京：清华大学出版社，2008.06:88～102.[15]赵静，张瑾，高新科.基于MATLAB的通信系统仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.09:235～248.[16]周润景，图雅，张丽敏.基于QuartusⅡ的FPGA/CPLD数字系统设计实例[M].北京：电子工业出版社，2007.08:326～348.