专业实训论文-基于Verilog的数字下变频实现汇.doc

基于Verilog的数字下变频实现 摘 要 在软件无线电接收机的设计中，如果经过混频后得到的中频信号比原始信号的频率低，那么此种混频方式叫做下变频 （Down Converter or DC）。。数字下变频（Digital Down Converter or DDC）是软件无线电的核心技术之一。 Abstract In software radio receiver design, the intermediate frequency signal low than the original frequency signal after frequency mixing, this frequency mixing way Down under Converter always called DC. The purpose of the DDC is moved intermediate frequency signal which is the output of ADC conversion to the baseband by digital frequency mixing, then extracting and completing the channel extraction task. DDC is the main technology of software radio. Keywords: DDC; Decimation; FPGA; Verilog HDL 目录 摘 要 1 Abstract 1 第一章 前言 3 1.1 软件无线电概述 3 1.2 数字下变频概况 4 1.3 数字下变频的实现 4 1.4 FPGA在数字下变频领域的应用 5 第二章 数字下变频原理【1】 5 2.1接收链路 5 2.2数字前端的结构 7 2.3 数字下变频的基本原理 7 第三章 数字下变频的FPGA实现 9 3.1设计环境介绍 9 3.2数字下变频的FPGA实现 9 3.2.1配置 DCM 的 IP 核 9 3.2.2配置 DDS 的 IP 核 11 3.2.3配置 Complex Multiplier 的 IP 核 12 3.2.4例化上述IP完成顶层设计 14 3.3对整个工程进行综合 16 参考文献 16  第一章 前言 1.1 软件无线电概述 软件无线电（software radio）是指在一个开放的公共硬件平台上利用不同可编程的软件方法实现所需要的无线电系统，简称SWR。软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。 目前由于 ADC 转换器件还不能直接采样射频信号，因此部分信道化处理必须在模拟域实现，因此前端由数字前端和模拟前端（AFE）两部分组成，且模拟前端更靠近天线端,如图1-1，图1-2。 图1-1 前端在接收机中的位置 图1-2 数字前端和模拟前端 为了实现软件无线电思想，ADC 转换器应该尽可能地靠近天线，从而最大限度地减少AFE，将更多的信道化处理移入 DFE。 1.2 数字下变频概况 软件无线电是一种以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支撑的新的无线通信体系结构，目前以通用的可编程逻辑器件或数字信号作下变频的目的是为了降低信号的载波频率或是直接去除载波频率得到基带信号。而对于数字下变频而言，是通过下变频直接得到所需要的数字基带信号。 现数字下变频的方法主要有三种：软件实现，专用硬件芯片，实现。 用软件方式实现下变频时，由于数字下变频数据流速率始终是输入信号的采样频率，而软件无线电的采样频率很高，用这种方法实现下变频时，对的要求较高，至少要比采样速率大一到二个数量级，因此，仅适用于变频比不大或带宽不大的特殊应用场合，不能很好满足软件无线电宽带、开放的要求。 数字下变频专门硬件芯片功能强大，能够比较好的实现所需要的功能，但是缺点是成本较高，缺乏灵活性，如中频跟踪、抽取比大小、子频带带宽等参数无法灵活选择。 由于下变频器的工作过程不是非常复杂，可以很方便的利用技术来实现。的设计和修改非常灵活，其灵活性和方便性与软件相差无几。同时，是高速可配置的逻辑电路，其物理和逻辑的布局布线是为状态机和顺序逻辑快速实现而设计的，单片集成度己达百万门以上，可用于复杂的数字信号处理，如卷积、相关和滤波。应用实现数字下变频，可以根据不同的系统要求，采用不同的结构来完成相应的功能，具有很大的灵活性，便于进行系统的功能扩充和升级。目前，在设计软件无线电系统中计算量最大的数字下变频和抽取系统时，一般都是用硬件可编程芯片实现。 在数字下变频领域的应用 在软件无线电接收机的设计中，数字下变频器(D