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宽带通信信号分析仪是无线通信、遥感遥测等系统中需要用到的重要测试仪器,以软件无线电相关技术为基础,其实现的主要功能包括频谱分析、矢量信号分析等。本文以基于SoC通信信号分析仪为项目基础,对通信信号分析仪硬件进行了全新的研究和设计,平台采用新型片上系统“FPGA+ARM”架构,不仅体积和功耗小而且实时性强,采用信道化的频谱分析等技术,使得信号分析仪在较宽的频带下也能获得高分辨率的频谱,所以,本文研究的基于SoC的通信信号分析仪具有重要的理论和应用价值。本文首先对用到的国内外技术加以说明,并讨论了未来在这一领域的发展趋势,再结合具体的项目需求,确定了本设计中需要实现的最终目标。接着对通信信号分析系统进行概述,并对分析仪硬件总体方案的设计和技术指标进行说明,分几部分功能对各子模块的设计和关键技术进行概括性介绍,包括方案中涉及到的:数据采集板硬件电路、中频信号预处理,信道化频谱分析等。然后对各模块用到的的理论技术以及在片内系统的实现过程进行了详细的分析论述。具体来说,(1)结合采样定理和项目需求,确定数据采集板部分技术指标,并完成原理图的绘制,分电源、时钟以及数据电路几部分加以说明。接着完成数据采集和中频信号预处理部分逻辑设计并在SoC平台加以实现。(2)结合多相DFT结构,提出了基于多相DFT结构的信道化信号分析方法,并进行仿真验证,仿真结果符合预期要求,说明了多相DFT结构信道化频谱分析的正确性。接着将其在硬件平台上完成逻辑设计,采集经过信道化之后的输出数据做出更高频率分辨率的频谱图,说明了基于多相DFT结构的信道化过程对频谱分析的优势所在。(3)由于本设计的硬件平台是基于片上系统SoC,所以信号分析仪内部数据的传输需要满足AXI传输协议等相关技术,为实现高吞吐量的数据传输设计中创造性的提出采用三个AXI Interconnect互联矩阵并搭配两个AXI_HP和一个AXI_GP口的设计方法,优化了整个数据传输系统,并保证了信号分析的实时性。(4)对各功能模块进行测试分析并给出结果,包括数据采集、中频信号预处理、信道化频谱分析、Zynq内部数据交互、USB3.0数据传输等。通过对基于SoC通信信号分析仪硬件系统及其内部逻辑的调试和验证,各模块均能正常工作,测试结果基本满足预期要求。