基于fpga数字收发机信号处理的研究和实现

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要在3G移动通信网络建设中，如何实现密集城区的无线网络覆盖是目前基站的发展方向。目前网络覆盖理念的核心思想就把传统宏基站的基带处理和射频部分分离，分成基带处理单元和射频拉远单元两个设备，这样既节省空间、降低设置成本，又提高了组网效率。本文研究的数字收发机用于WCDMA基站系统的射频拉远单元中，实现移动通信网中射频信号的传输工作。数字收发机主要由射频处理部分、模数／数模转换部分、数字上下变频处理部分、接口转换以及数字光模块组成。本文研究的重点是数字上下变频处理部分。设计采用软件无线电的架构和FPGA技术，所设计的数字上下变频部分可以在不修改硬件电路的基础上只需

2、修改软件部分的参数则可实现多种频率的变频处理，极大地降低了开发成本，且缩短了开发周期。根据系统设计的设计要求，以及现有芯片使用情况比较，本文选用Altera公司的FPGA芯片，应用公司提供的Dspbuilder作为系统级的开发工具，应用QuartusII作为综合、布局布线工具实现数字上下变频处理部分设计。本文的主要研究工作包括以下几个部分：(1)对数字收发机的整体结构进行分析研究，确定数字收发机的实现结构和各个部分的功能；(2)通过对数字上下变频的相关理论的研究，分析出数字上下变频的结构、实现方法及性能；(3)通过对数控振荡器、CIC滤波器、FIR滤波器进行理论研究、内部实现结构以及

3、性能分析，得出具体的参数和仿真实现结构；(4)使用FPGA中的IP核技术来实现数字上下变频，利用Matlab中Dspbuilder提供的IP核分别进行NCO、CIC、FIR的仿真工作；并得出数字上下变频的总体仿真实现结果；(5)对高速收发通道进行了研究和设计，根据系统的要求给出了数据帧结构，并采用Altera的第三代FPGA产品StratixIIGX系列芯片实现了数字收发机的信号的串并／并串的接口转换。为后续继续研究工作奠定基础。关键词：数字上变频，数字下变频，数控振荡器，CIC滤波器，FIR滤波器武汉理工大学硕士学位论文AbstractUnderthe3Gmobilecommuni

4、cationsnetworkconstructions，thedevelopingdirectionofbasestationsishowtoachievecoverageoftheCity—intensivewirelessnetwork．Currently，thecoreofnetworkcoverageistosetthetraditionalmacrobasestationapartintotwoequipmentswhichareBasebandUnitandRadioRemoteUnit．Thedigitaltransceiverdiscussedinthisthesis

5、isusedtoRadioRemoteUnitintheWCDMAradiobasestationsystem，andtorealizethetransmissionofradiosignalsinmobilecommunicationsnetwork．DigitaltransceiveriscomposedofRFtreatment，AD／DAtransformation，digitalupordownconverter，interfacetransformationandDigitalopticalmodules．Thefocusistodealwiththedigitalupo

6、rdownconverter．BasedonthestructureofsoftwareradioandFPGAtechnology，digitalupordownconverteronlybeneededtomodifyparametersinsoftwareontheinvariablehardwarecircuits，whichcouldreducedevelopmentcostsandshortentheresearchcyclegreatly．Accordingtosystemdesignrequirementsandusecomparisonofexistingchips

7、，thispaperselectsAltera’SFPGAandusesdspbuilderasthesystemleveldevelopmenttool，QuartusIIasthesynthesis，placeandroutetooltodesignthedigitalupordownconverter．Themaintasksofthispaperincludethefollowings：(1)Basedontheanalyzingandstudyi