基于mimo实时平台数字下变频系统设计与实现

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1、山东大学硕士学位论文鼍皇皇鼍鼍詈皇曼!皇皇!曼量鼍鼍皇皇!詈暑皇詈詈!!!!詈詈曼詈皇詈!詈皇鼍詈詈!!!皇!曼曼!鼍!皇!詈---m——詈詈皇鼍摘要本论文采用宽带中频带通抽样的软件无线电结构，对基于MIMO实时测试平台的数字下变频系统进行了设计与实现。MIMO技术被认为是新一代移动通信的核心技术。MIMO实时测试平台的搭建就是为了提供一个多输入多输出无线通信系统的真实物理测试环境，利用该测试平台信号能够通过真实的无线信道进行传输，从而能够更加真实准确快捷地检验MIMO通信系统算法的性能。数字下变频处理系统是MIMO实时平台接收端的重要组成部分，也是软件

2、无线电中的关键技术，负责对中频数字信号进行处理。其主要作用是将ADC数字化后输出的高速数字中频信号与NCO产生的数字正交正余弦序列进行数字正交混频，从而将输入信号下变频为高速基带数字信号，同时利用多速率信号处理技术对信号进行降抽样速率处理，并采用低通滤波技术对信号进行抗混叠滤波及补偿平滑处理，从而将高速基带数字信号变为满足基带处理速率要求的低速基带数字信号。本论文首先介绍了建立MIMO实时测试平台的意义、软件无线电技术、基于软件无线电结构的中频接收机的数学模型以及数字下变频技术的发展现状；接着详细介绍了数字下变频设计中的重要理论及技术——抽样理论、正交数

3、字混频理论、数控振荡器的原理、高效数字抽取滤波技术；然后结合MIMO实时平台的要求，采用宽带中频带通抽样的软件无线电结构对数字下变频系统进行了建模，设计了系统的中频频率、采样率以及数字混频、抽取滤波的方案，重点介绍了单通道数字下变频系统的结构以及数字下变频中的NCO模块、数字正交混频器、CIC抽取滤波器、FIR抗混叠补偿滤波器等各个部分的MATLAB设计与仿真；然后运用Xilinx公司的系统建模工具SystemGenerator对DDC中各模块及整个数字下变频链路进行了FPGA硬件设计与实现，通过进行软件仿真证实了设计方案的正确性，并将系统进行相应的平台

4、参数匹配加载到平台XilinxVirtex．IIPro系列的FPGA板上进行硬件验证；通过进行软硬件联合仿真对系统的硬件可实现性进行验证，结果表明了系统方案的可行性，最后对系统的资源利用及速率性能进行了分析。关键词：软件无线电，数字下变频，数控振荡器，级联积分梳状滤波器，FPGA山东大学硕士学位论文ABSTRACTⅥmatthisthesisdiscussedisthedesignandimplementationofDDCsystemwhichservinginMIMOreal-timeplatform，andthissystemisrealizedt

5、hroughadoptingwideIFsignalbandpasssamplingtechnologybasedonSoftwareradio．MIMOisthemajortechniqueinthenewgenerationmobilecommunicationssystem．TheMIMOexperimentplatformsystemprovidesarealphysicalenvironmentformultipleinputmultipleoutputmobilecommunicationssystem．Throughthisplatform

6、，signalcallbetransmittedinarealwirelesschannel，SOthatresearcherscantestperformanceofMIMOcommunicationalgorithmsandtheirdesignwellandtruly．Di百taldownconvertingsystemisamajorpartinMIMOplatform，andalsoakeytechniqueinSoftwareDefinedRadio．ThefunctionofaDigitalDownConverteristoconverta

7、nintermediatefrequencybandpasssignalafterADCintoabasebandsignalthroughmixingtheinputsignalwiththedigitalorthogonalsin／cossequenceproducedbyNCO，todecimatetheoutputsignalusingmulti-ratesignalprocessingtechnologytotransformthehighdataratetoalowersamplingratewhichissuitableforbaseban

8、dDSPprocessor，andtofilterthesignalwithca