无线通信QAM调制FDD基带系统硬件平台设计与实现

摘要

随着4G技术的逐步成熟和在中国大规模商用的开始,无线与移动通信技术的发展逐步夸入一个新的时代,移动互联网技术和智能终端技术已经得到前所未有的发展,这也为大型通信设备的发展提出了新要求。本文主要对无线通信QAM调制制式下的FDD基带系统硬件平台的设计和实现进行研究,提出了一些针对系统的特有方案并完成了方案的硬件设计。最终完成了基带系统的联合调试、验证以及测试结果分析。本文对于无线通信基带系统的研究具有一定的现实意义。
　　文章以FDD微波通信系统的工程实现为载体,研究了无线通信QAM调制下基带系统硬件平台的特点和设计方法。通过制定方案,方案可行性验证,器件选型、方案电路设计、高速PCB设计等,实现了一个既有链路接口又有业务接口,既可承载高效的通信链路算法又可以完成网络应用的基带系统硬件平台。
　　本文首先分析系统原理,确定所要设计的基带系统的总体结构和方案,搭建验证平台完成对系统方案的可行性验证。系统以Xilinx公司的XC7K160T(FPGA)和TI公司的TMS320C6424(DSP)为核心处理器件,以FPGA+DSP的架构做为硬件平台的基本架构,根据实际需求做出器件选型方案。采用模块化的设计思想,基带系统硬件平台划分为FPGA最小系统、DSP最小系统、模拟信号处理部分、供电系统等四个主要部分;其中包涵采样率可微调位同步的硬件方案、预留载波恢复接口的硬件方案、数字AGC的接口方案、中频、射频控制接口方案、信号发送接口方案、高速信号采样方案、FPGA与DSP的互联方案等多种方案。完成基带系统硬件平台各个模块和方案设计后,在保证信号完整性的前提下完成了基带系统硬件平台的高速PCB设计,把各个模块和方案统一到了一块高速印制电路板上,通过移植通信链路算法形成一个稳定可靠的FDD基带系统。文章最后对无线通信QAM调制FDD基带系统工程设计中的软硬件结合的调试技巧和方法进行了研究,并以此完成了16QAM调制制式下FDD模式的基带系统对发对收验证和分析,最后设计中频调制、解调方案完成基带到中频的系统联合调试,给出系统的调试分析结果。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 历史发展现状以及前景

1.3 作者主要研究工作

1.4 论文结构安排

第二章 系统总体方案原理、设计及可行性验证

2.1 系统总体方案原理和系统结构

2.2 系统部分关键方案

2.3 基于评估板和试验板的系统方案可行性分析

2.4 本章小结

第三章 基带系统硬件平台设计实现

3.1 硬件总体方案和器件选型

3.2 硬件平台FPGA最小系统设计

3.3 硬件平台DSP最小系统设计

3.4 硬件平台基带信号处理模拟部分硬件设计

3.5 硬件平台供电系统设计

3.6 硬件平台印制电路板设计

3.7 基带系统硬件平台实物展示

3.8 本章小结

第四章 硬件平台功能测试和系统联合调试

4.1 硬件平台静态测试和上电测试

4.2 DSP最小系统各模块功能测试

4.3 FPGA功能测试

4.4 模拟部分信号处理功能测试

4.5 FDD系统通信链路测试验证

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果