【摘 要】
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软件无线电的中心思想是构造一个具有开放性、标准化和模块化的通用硬件平台,将宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线,用软件完成各种通信功能,以研制出高度灵活性和适应性的无线通信系统。抽取器是软件无线电的核心模块,它通过抽取、滤波将下变频后的高速信号降速,使其能够满足后级器件处理速度的要求。时域上对信号进行抽取会导致其频谱的扩展与混叠,因此,需要设计满足抗混叠要求的数字滤波器,且该滤波器性能的好坏直接
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软件无线电的中心思想是构造一个具有开放性、标准化和模块化的通用硬件平台,将宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线,用软件完成各种通信功能,以研制出高度灵活性和适应性的无线通信系统。抽取器是软件无线电的核心模块,它通过抽取、滤波将下变频后的高速信号降速,使其能够满足后级器件处理速度的要求。时域上对信号进行抽取会导致其频谱的扩展与混叠,因此,需要设计满足抗混叠要求的数字滤波器,且该滤波器性能的好坏直接影响抽取器的性能。
本文首先介绍了抽取器原理和基本结构,并对抽取器的原始结构进行了改进,得出了抽取器的多相滤波结构。该结构实现了先抽取后滤波,从而降低了对滤波器运算速度的要求。
本文采用FIR滤波器实现滤波部分,使用分布式算法为滤波器的硬件实现算法,并对其进行了详细的讨论。针对分布式算法中查找表规模过大和工作速度慢的缺点,对其进行了优化方面的讨论,给出了分布式算法的串行和并行结构解决方案,并对两种方式进行了性能的比较。在设计中采用了层次化、模块化的设计思想,将整个系统划分为多个功能模块,利用VHDL语言设计方式进行了各个功能模块的设计,最终完成了多相滤波结构的系统设计。
设计中采用Virtex-ⅡPro系列器件,通过Matlab设计滤波器,利用FPGA设计软件对系统进行了综合和仿真。实验结果表明,通过采用多相结构和分布式算法,不但降低了FPGA的资源使用量,同时也提高了FPGA的工作速度,满足了信号实时处理的要求。
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