基于软件无线电的遥测数字中频接收系统设计与实现

摘要

在现代化军事技术的发展中，遥测接收机作为遥测地面接收系统的主要组成设备，是遥测技术中的重要研究环节。而软件无线电的基本思想是以开放性的硬件通用平台，采用可升级、可重新配置的应用软件来实现各种无线传输功能，其思想适用于遥测领域。
　　本文首先对软件无线电理论、数字信号处理理论等相关知识进行了深入的研究和分析，确定了以软件无线电理论体系结构为构架，以FPGA为平台的全数字化遥测接收机设计方案。然后对数字下变频的原理及各组成模块分别进行了研究分析;对接收机的各同步系统分别进行深入的研究分析。根据研究分析的结果，对接收机的数字下变频模块及同步模块等分别进行了详细设计。最后，通过VerilogHDL语言对整个遥测接收机进行FPGA的实现与仿真验证。
　　根据软件仿真结果分析证实，本文设计的结果达到了初始设计的要求，可以满足实际的需求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 概述

1．2 研究背景及意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 论文研究内容和结构安排

第二章 遥测数字中频接收系统总体设计

2．1 软件无线电技术

2．2 软件无线电结构

2．3 接收机总体方案设计

2．3．1 系统结构设计

2．3．2 接收机主要指标

2．3．3 开发平台选择

2．4 本章小结

第三章 数字中频处理基本原理与主要算法

3．1 AD转换器件选择与设计

3．1．1 带通采样设计

3．1．2 采样频率的选择

3．1．3 系统的速率匹配

3．2 正交数字下变频的设计

3．2．1 数字下变频的基本原理

3．2．2 NCO设计

3．2．3 抽取滤波器的设计

3．3 载波同步方案的选择与设计

3．3．1 载波频率捕获算法

3．3．2 载波捕获算法仿真

3．3．3 载波同步方案确定

3．3．4 锁相环路设计

3．4 位同步方案选择与设计

3．4．1 锁相法

3．4．2 滤波法

3．4．3 位同步方案确定

3．4．4 位同步器设计

3．5 帧同步

3．5．1 帧同步原理

3．5．2 帧同步器设计

3．6 本章小结

第四章 遥测数字中频接收系统硬件实现

4．1 接收机硬件平台总体设计

4．1．1 系统结构

4．1．2 ADC芯片

4．1．3 FPGA芯片

4．2 数字下变频器的FPGA实现

4．2．1 抽取模块的实现

4．2．2 载波同步器的FPGA实现

4．3 位同步器的FPGA实现

4．3．1 分频器的FPGA实现

4．3．2 位同步信息提取器的FPGA实现

4．3．3 控制器的FPGA实现

4．3．4 位同步器的FPGA实现

4．4 帧同步器的FPGA实现

4．5 本章小节

第五章 系统仿真验证

5．1 数字混频器的仿真验证

5．1．1 数字混频器的matlab仿真

5．1．2 数字混频器的硬件仿真

5．1．3 数字混频器实测结果

5．2 抽取器的仿真验证

5．2．1 抽取器的matlab仿真

5．2．2 抽取器的硬件仿真

5．2．3 抽取器实测结果

5．3 基带信号处理的仿真验证

5．3．1 基带信号处理的matlab仿真

5．3．2 基带信号处理的硬件仿真

5．3．3 基带信号实测结果

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果