基于fpga的功率均衡ip核设计与实现

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1、学校代码：10255学号：2161287基于FPGA的功率均衡IP核设计与实现THEPOWERBALANCEDOFIPCOREDESIGNANDIMPLEMENTATIONBASEDONFPGA学科专业：电子与通信工程论文作者：顾奕文指导老师：范红答辩日期：2018年5月24日I基于FPGA的功率均衡IP核设计与实现摘要软件无线电（SDR,SoftwareDefinedRadio）技术是利用软件工具进行编程，硬件来实现的一项通信工程技术，随着信息技术快速发展，外部模拟信号趋于转化为数字信号进行处理，也在快速推动通信行业的发展。传统无线电是专门采用

2、硬件实现的通信工具，由于作用范围比较专一且不灵话，造成各通信行业间存在许多不同的标准及各个系统之间不能共同匹配同时硬件设备更新起来困难，不利于设备与时俱进。在地铁、隧道、偏远郊区等区域，对于广播信号有一定抑制作用，甚至存在盲区。因此需要对每个通道的广播信号进行功率均衡，再经过放大器处理，从而有利于各地区信号的优化发射。针对接收到的广播射频信号，搭建软件无线电系统，对广播信号各个通道的功率进行一定范围的优化。本系统先进行自动增益控制，对广播信号进行手动增益调节，更好地解决以前传统的AGC（AutomaticGenerationControl）控制系

3、统的不足。本文分别从频域II以及时域二种方法对广播信号功率均衡进行分析。一种是采用构建256点的FFTIP核来进行频域信号的功率均衡；另一种是根据FPGA并行处理能力，采用多路FIRIP核带通滤波器进行滤波，然后通过时域重叠的方法进行功率均衡。对二种方法的延时性比较，分析并选择实现功率均衡最优的方法，以此来改善广播数字信号的传输质量。本项目对于增加广播信号在各个地方的覆盖率，具有很强的实践意义。本文搭建了一个由ADI公司生产的AD9361捷变射频收发器与Xilinx公司的ZedBoard开发板组成的软件无线电系统平台。对于接收的广播射频信号，分别

4、从频域及时域进行分析。利用MATLAB软件进行参数设计，采用Vivado软件设计IP核封装，并且进行波形仿真设计。实验表明FFTIP核时延为2440ns；多路FIR带通滤波器IP核时延为1500ns。运用FFT方法延时太长，所以更倾向于采用时域重叠的方法进行功率均衡。使用搭建的软件无线电平台，对广播信号采取下变频技术下降到零中频，变为数字基带信号，经过频谱分析仪IIO-Oscilloscope读取实验结果。各通道信号功率均衡以及上变频技术后，经过天线TX端发射出去。本文的软件无线电系统较传统的自动增益控制电路而言，具备强大的灵活性和可编程性。对于

5、其它应用的软件无线电系统设计与实现，比如像接收的电视信号，进行更换电视台功率有大有小，就需要进行功率均衡设计也具有一定的参考价值。关键词:软件无线电，带通滤波器，AD9361，IP核，FFTIIITHEPOWERBALANCEDOFIPCOREDESIGNANDIMPLEMENTATIONBASEDONFPGAABSTRACTSDR(SoftwareDefinedRadio)technologyisacommunicationengineeringtechnologythatusessoftwaretoolsforprogrammingandha

6、rdwaretoimplement.Withtherapiddevelopmentofinformationtechnology,theexternalanalogsignalslowlytendstobedigitized,anditisalsorapidlypromotingcommunication，andindustrydevelopment.Thetraditionalradiocircuitisacommunicationinformationtoolspeciallyimplementedinhardware.Becausethes

7、copeofactionisrelativelyspecificandinflexible,manydifferentstandardsexistinvariouscommunicationindustriesandthesystemscannotbematchedwitheachother.Atthesametime,itisdifficulttoupdatethehardwaredevices.Notconducivetokeepingupwiththetimes.Inareassuchassubways,tunnels,andremotes

8、uburbs,thereisacertaindegreeofinhibitionofbroadcastsignalsorthereisa