畢業(yè)論文mimo系統(tǒng)中射頻處理部分的研究與實(shí)現(xiàn)

1、MIMO系統(tǒng)中射頻處理部分的研究與實(shí)現(xiàn)摘要：傳統(tǒng)的無(wú)線電發(fā)射機(jī)大多依賴于硬件，但硬件部分操作實(shí)現(xiàn)比較麻煩，而且性能難以做到很好，現(xiàn)代技術(shù)一般用軟件來(lái)研究實(shí)現(xiàn)MIMO系統(tǒng)中的射頻處理部分。本設(shè)計(jì)以FPGA器件為核心，運(yùn)用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)即DDS產(chǎn)生信號(hào)，用以實(shí)現(xiàn)數(shù)字基帶處理和數(shù)字上變頻，其電路系統(tǒng)具有較高的頻率分辨率可以實(shí)現(xiàn)快速的頻率切換并且在改變時(shí)能夠保持相位的連續(xù)很容易實(shí)現(xiàn)頻率、相位和幅度的數(shù)控調(diào)整。本設(shè)計(jì)還著重探討了具有數(shù)字調(diào)制

2、功能的AM，F(xiàn)M，DSB，ASK，F(xiàn)SK，PSK，QPSK等基帶處理，給出了一種具體的設(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞：FPGADDSAMFMQPSK數(shù)字上變頻體系結(jié)構(gòu)其無(wú)線功能通過(guò)加載軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而提供多種無(wú)線電通信業(yè)務(wù)它的主要功能是把需要發(fā)射或傳輸?shù)男畔?話音、數(shù)據(jù)和圖像)經(jīng)基帶處理(完成諸如FM、AM、FSK、PSK、MSK、QAM等調(diào)制)和上變頻調(diào)制到規(guī)定的載頻(中心頻率)fc上通過(guò)數(shù)模變換與濾波(目前一般還需加上一級(jí)模擬上變頻器)經(jīng)過(guò)功率放

3、大后送至天線把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)線電信號(hào)經(jīng)空間傳播或經(jīng)其它傳輸介質(zhì)(如電纜、光纜等)送到接收方的接收機(jī)。軟件無(wú)線電發(fā)射機(jī)的基本組成如圖1所示。圖1軟件無(wú)線電發(fā)射機(jī)的基本組成軟件無(wú)線電發(fā)射機(jī)中的數(shù)字基帶調(diào)制是以FPGA為平臺(tái)，運(yùn)用DDS技術(shù)產(chǎn)生的正弦信號(hào)為載波進(jìn)行的調(diào)制，是本文著重介紹的部分。之后也以CIC濾波器討論了低通濾波器的實(shí)現(xiàn)。3基于FPGA的數(shù)字基帶處理部分3.1基于FPGA產(chǎn)生各種信號(hào)的原理max.正弦信號(hào)的產(chǎn)生正弦信號(hào)的相位與頻

4、率有如下關(guān)系:兩邊對(duì)t取微分，得以差分近似上式，則有可以看到，當(dāng)一定時(shí)，一個(gè)頻率對(duì)應(yīng)一個(gè)相位增量，即對(duì)應(yīng)一個(gè)相位控制字(或稱為頻率控制字)m。從而可得正弦波產(chǎn)生的原理框圖如下：圖2正弦信號(hào)產(chǎn)生原理框圖頻率控制字控制合成信號(hào)的頻率，波形存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了待合成信號(hào)一個(gè)周期的幅度離散量化信息，相位全加器和相位寄存器組成相位累加器，其輸出作為波形存儲(chǔ)器的尋址地址。在系統(tǒng)時(shí)鐘的同步下，相位累加器的抽出對(duì)波形存儲(chǔ)器尋址波形幅度信息被讀出，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換

5、器和低通建波器后，得到所要求的合成信號(hào).合成器的合成頗率由撅率控制字、相位累加器的位數(shù)(模)和系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率決定假設(shè)累加器的位數(shù)為N，模為M，則M=2N，系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率為fc，頻率控制字為m，則輸出信號(hào)的頻率為。其中k的計(jì)算將根據(jù)實(shí)現(xiàn)的信號(hào)不同而有所不同。頻率控制字與輸出信號(hào)頻率成正比。由取樣定理，所產(chǎn)生的信號(hào)頻率不能超過(guò)時(shí)鐘頻率的一半，在實(shí)際運(yùn)用中，為了保證信號(hào)的輸出質(zhì)量，輸出頻率不要高于時(shí)鐘頻率的33%以避免混疊或諧波落入有用輸出頻