基于zynq的软件无线电平台设计与实现

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1、硕士学位论文基于ZYNQ的软件无线电平台设计与实现THEDENSIGNANDIMPLEMENTATIONOFSOFTWARERADIOPLATFORMBASEDONZYNQ邱鑫垚哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN871学校代码：10213国际图书分类号：621.38密级：公开工程硕士学位论文基于ZYNQ的软件无线电平台设计与实现硕士研究生：邱鑫垚导师：陈伟平教授申请学位：工程硕士学科：集成电路工程所在单位：航天学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified

2、Index:TN871U.D.C:621.38DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEDENSIGNANDIMPLEMENTATIONOFSOFTWARERADIOPLATFORMBASEDONZYNQCandidate：QiuXinyaoSupervisor：Prof.ChenWeipingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Integratedcircuitenginee

3、ringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要通信网络的飞速发展带来越来越多不同的通信标准，它们绝大多数采用不同的调制、编码方式，相互之间的兼容性较差。现阶段传统的通信设备针对特定功能进行设计、相互之间虽然结构相似但是互联互通性、灵活性都很差，无法满足无线通信技术的高速发展，针对这一

4、问题，本课题主要研究能够兼容多种协议，多个频段，价格低廉的软件无线电平台，该平台具有很好的可重构性和灵活性，方便用户的使用。论文首先研究分析了软件无线电的理论基础和国内外软件无线电平台的研究现状，结合无线通信的需求，在此基础上设计一个基于ZYNQ系列的嵌入式软件无线电平台：该平台包含ZYNQ系列的ZedBoard主控板和HarkrfOne射频接收模块，以USB总线互联；构建运行于主控板ZedBoard上的嵌入式Linux系统，在系统上移植GNURadio的软件无线电框架和算法库，完成系统的软件环境搭

5、建。采用该平台，面向IEEE802.11a协议，进行了软件无线电收发系统的原型设计与验证。课题分析了IEEE802.11a的关键技术和物理层协议规范，设计实现了IEEE802.11a发射和接收链路中的计算模块，搭建了IEEE802.11a发射和接收的物理层链路。在分析了接收链路中的工作瓶颈的情况下，设计硬件加速方案，采用FPGA逻辑优化IEEE802.11a接收链路中系统时间占用率较高的FFT模块。完成基于ZYNQ软件平台的功能测试和性能分析，完成信号的频谱分析，面向IEEE802.11a协议的数据

6、收发和误码率测试、分析。并测试了硬件加速模块和采用硬件加速模块重构后的系统性能。验证了采用FPGA逻辑来构建硬件加速方案的可行性。与传统软件无线电平台相比，本系统采用新型的ARM加FPGA的结构，改善了CPU平台并行计算能力差、体积结构庞大、价格昂贵的问题，利用FPGA加速单元可以有效地提升系统的计算能力和系统的吞吐率。关键词：软件无线电；ZYNQ；IEEE802.11a协议；GNURadio-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThecommunicationnetworkswhic

7、hisdeveloppingrapidly,havebroughtmoreandmoredifferentcommunicationstandards.Thevastmajorityofthememployadifferentmodulation,codingscheme,besidesthecompatibilityofthemispoorbetweeneachother.Presentconventionalcommunicationdevicedesignedforaspecificfunct

8、ion,althoughstructurallysimilartoeachotherbutinteroperability,flexibilityareverypoor.itisunabletomeettherapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnologies,solvethisproblem,thispapermainlyresearchmorecompatibleprotocols,multiplefrequenc