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软件无线电(SDR)是20世纪90年代以后逐渐兴起的一种全新的设计思想,其核心思想就是在通用的通信硬件平台上加载不同的通信软件,以实现不同的通信方式间的切换。这种全新的设计思想使通信中的无线电台可以适应各种不同的通信方式,软件无线电台良好的兼容性和可编程性使得通信系统的开发主要工作集中于DSP/FPGA功能部分的研究。 本文是对基于FPGA的软件无线电通信系统中基带信号处理部分进行了研究。针对软件无线电的特点,本文设计采用功能模块化思想,便于数字系统的调试和升级。采用FPGA的全数字调制解调系统具有数字化程度高、体积小、集成度高、处理速度高和方便系统升级等特点,这也是软件无线电系统的所必需具备的特性。 文章首先简要介绍了软件无线电的特点、优势及发展现状;然后介绍了系统应用中的FPGA的结构及主要特点,以及与CPLD、DSP相比较的性能优势,简单介绍了Verilog HDL硬件描述语言;接着讨论了QPSK通信系统的基本原理,调制、解调部分理论,载波同步和位同步理论,以及各功能模块划分的理论依据和分析;最后,采用Verilog HDL在Altera公司的QuartusII开发环境下对系统的各功能模块实现进行设计仿真。设计主要包括:成形滤波器、DDS的设计、卷积编码器、FIR滤波器、CIC滤波器的设计、数字下变频模块设计、载波跟踪环设计。