短波射频数字化平台中FFT及射频前端AGC设计与实现

摘要

在短波通信中，随着数字化平台越来越受到重视，软件无线电技术得到了空前的青睐。软件无线电的核心思想归结为两点：宽带 A/D,D/A尽可能地靠近射频端；利用数字信号处理技术，取代专用集成电路，尽可能多地用软件来定义和实现无线通信的功能。
　　本文主要研究了软件无线电技术中射频前端的自动增益控制模块，以及数字信号处理部分的快速傅里叶变换技术：
　　首先从自动增益控制（AGC）的工作原理入手，通过Matlab仿真结果分析确定了系统中算法所涉及的关键参数值。设计了双步进模式的调整电路，即阈值与信号检测值相差较大时使用大步进模式，相差较小时使用小步进模式。整个AGC电路的设计都基于可控增益放大器（VGA）工作在线性状态。
　　接着介绍了FFT算法，选取基2时域抽取FFT作为基本的设计结构。分析了块浮点处理和直接截尾处理的区别和各自的好处，由于直接截尾引入的截尾噪声较大，所以FFT处理器中选择了块浮点防止溢出处理机制。设计实现的FFT处理器还具有可配置功能，最高1024点，根据需求可以实现2的幂次方点的FFT运算，使得该FFT处理器具有更高的灵活性和通用性。
　　最后以Altera公司FPGA芯片CycloneIII系列的EP3C80F484C8N为硬件平台，通过QartusII软件，使用verilog硬件语言实现了AGC和FFT系统的功能，并在完成了模块功能的调试测试工作后，成功的将FFT模块用在了实验室的《新型短波串行调制解调器》项目中。