【摘 要】
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本文以调频广播信号为研究对象,结合软件无线电架构,合理设计硬件、算法、软件,构建数字解调系统,最终实现了立体声解调。不仅如此,还可以通过添加新的算法模块来实现其他方式的解
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本文以调频广播信号为研究对象,结合软件无线电架构,合理设计硬件、算法、软件,构建数字解调系统,最终实现了立体声解调。不仅如此,还可以通过添加新的算法模块来实现其他方式的解调,充分体现了软件无线电灵活、高效、开放的优点。首先,本文概述了软件无线电的历史、发展,以及在通信系统中的研究应用现状。根据本文的研究目标,在性能、成本、灵活性等方面比较了软件无线电的射频全带宽低通采样、射频直接带通采样、数字中频三种方案,并最终选定了数字中频架构;按照选定的架构进行了关键器件选型;根据调制解调在离散域内的数学定义,对比几种常见解调方法的运行速度和资源消耗,选定电荷泵锁相环实现调频解调;根据选取的器件和算法的需求选定了Xilinx逻辑开发套件作为本文的开发环境。其次,完成了系统各模块的硬件设计,包括电源、下变频、模数转换、JTAG与配置电路、音频输出等。然后,重点完成了锁相环的数据建模仿真,并在FPGA上实现和测试。依照锁相环的原理和构成求解了其闭环传函,得到了环路带宽、相位裕度表达式。结合论文需求和实际经验求得各模块参数,并建立锁相环数学模型,进行了仿真。根据数学模型在System Generator平台上实现了FPGA数字锁相环设计。测试结果表明,锁相环跟随性能良好,能正确解调出给定的测试信号,验证了数学模型和设计的正确性。在锁相环正确解调调频信号的基础上,根据调频立体声频谱分布实现了立体声分离算法。此外还利用System Generator的各模块实现了A/D,D/A接口时序设计。最后,将各接口模块、算法模块编译成软核CPU的外设,在此平台上完成控制软件设计,实现了软件无线电动态配置的功能。
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