基于FPGA的数字接收机同步技术研究与实现

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数字技术随着科学技术的快速发展,已经得到了非常广泛的运用。FPGA作为一种新颖的数字器件,越来越得到人们的青睐。在数字接收机中最重要的处理部分就是数字信号处理。而同步技术又是数字信号处理部分最核心的地方。所以,为了更深入的研究同步问题,本次论文的主要研究课题方向确定为基于FPGA的数字接收机同步技术的研究与实现。  本论文首先根据软件无线电中的数字信号处理的相关理论基础,在第二章中对数字信号处理中涉及到的信息采样理论、多速率信号处理、高效滤波器以及DDS进行了深入研究与设计,对滤波器的各种参数和性能做了详尽的分析,包括CIC滤波器、半带滤波器以及FIR滤波器,其中对同步理论也进行了简明的阐述。紧接着在三、四和五章节中对数字下变频技术和同步技术进行了重点研究。数字下变频技术研究中给出了具体的抽取方案以及各个滤波器的设计。同步技术主要研究了载波同步和定时同步,其中,载波同步采用的是科斯塔斯环来实现;定时同步采用早迟积分同步环和Gardner符号定时同步算法分别来实现。针对于以上三种不同算法,首先认真研究了各个算法的理论知识,深刻理解各个算法的内涵,同时分析了硬件实现过程。随后,在理论分析的基础上,采用MATLAB对三种算法分别进行了理论验证分析,得出了原理框图和大量的有效数据,为FPGA的实现提供了理论依据。  本论文在上述依据的基础上分别提出了同步环的 FPG A实现方案。并在 Altera公司提供的Quartus II9.0集成开发环境下,采用verilogHDL语言编程实现,并采用Modelsim SE6.5软件进行仿真,最后采用ALTERA公司的cycloneIII系列EP3C40Q240C8N的 FPGA芯片以及其它相应的硬件测试平台,针对所提出的方案进行相关性的验证,并对所得的测试数据和结论进行分析。
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