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无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置,被广泛应用于军事、气象、商业、民用等领域。然而各个国家模拟通信体系的制式,频率各不相同,不能互通与兼容。为了解决互通性的问题,在1992年,MILTRE公司的Joseph Mitola首次明确提出了软件无线电的概念,其中心思想是:构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,将各种功能,如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成,将A/D和D/A数据转换尽可能靠近天线,以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。
本文重点对数字上下变频中各个环节的关键技术进行研究,完成软件无线电平台中数字上下变频的设计与实现,在simulink环境下利用Xilinx Dsp IP Core实现数字上下变频建模,分析和仿真。利用System Generator生成verilog硬件描述语言,调用ISE对工程文件进行仿真、综合,最后完成算法的硬件化,将生成的bit文件下板调试,证明设计的正确性和可实现性。
文章首先介绍了软件无线电和数字上下变频的相关理论,以及上下变频的组成结构,内容包括数控振荡器、频器、数字滤波器。接着对上下变频中各个模块的相关算法进行分析表比较,确定模块的实现方案,并详细介绍了各个模块的设计方法与仿真验证。在完成一路信号设计情况下,采用时分多路复用的方式对数字上下变频模块进行复用,通过对它们的资源分析,利用时分多路复用的方法,能减少硬件资源的消耗。在上下变频设计中,不同采样时钟频率模块能达到的最高时钟不一样,对模块采用多时钟域的设计方式,通过资源分析表明,采用多时钟域方式可以实现最省的资源。文章还对数据转换模块进行了介绍,主要包括ADS5500与DAC5687在电路中设计的方式方法进行介绍,完成时钟模块的设计,以及ADS5500与DAC5687配置文件的编写。文章最后介绍了系统的硬件测试的方法,测试流程,并给出测试结果。结果表明,该系统达到上下变频的设计要求,可以满足实际需求。