GP-SDR软件无线电数字信号处理平台的设计与实现

摘要

当今,移动通信领域逐渐呈现出多种通信制式共存的局面。软件无线电以其开发方式灵活、重配置能力强大等特点为通信制式的过渡与升级提供了良好的解决方案。软件无线电硬件平台是实现软件无线电的物理基础,因而对软件无线电硬件平台的研究与实现具有重要的现实意义。基于此,本课题研究实现了一种基于DSP(Digital Signal Processor)+FPGA(Field Programmable Gate Array)+GPP(Genaral Purpose Processor)架构的GP-SDR(General Purpose Software Defined Radio)软件无线电数字信号处理平台。　　通过对现有的几种软件无线信号处理平台结构的分析,结合平台的开放性、可编程性、成本等方面的因素,提出了GP-SDR软件无线电数字硬件平台结构,并详细分析了构建此硬件平台所需要的关键技术。与传统的软件无线电硬件平台相比,此硬件平台具有更好的灵活性、扩展性以及更低的实现成本,可以更加灵活地分配平台资源,而且在GPP上可以更方便的集成各种通信协议,通过调用GPP上开发的软件模块改变硬件平台的功能,大大延长了软件无线电硬件平台的生命周期。　　通过对数字信号处理硬件平台的资源需求进行估计,结合目前硬件制作水平及成本,最终确定了以DSP(TMS320C6713)+FPGA(XC3SD3400A)+GPP(core i3)为核心器件的设计方案。详细介绍了硬件平台关键电路模块的设计方法,并以DDR2高速PCB设计为重点介绍了GP-SDR软件无线电信号处理平台的硬件制作,最后通过硬件调试,完成了各个组成部分的基本功能:通过AM信号调制解调的DSP实现验证了DSP功能的正确性,通过RS编解码的FPGA实现验证了FPGA功能的正确性,最后通过DPSK回环通信实现验证了整个硬件平台功能的正确性,完成了平台的基本测试。　　课题的创新之处在于GPP部分的设计,在GPP中利用高级语言可以更方便地实现各种通信模块,集成多种通信协议,可以最大程度上降低DSP+FPGA系统的要求,从而使得整个硬件系统具有更高的灵活性和强大的信号处理能力。　　课题验证了GP-SDR软件无线电数字信号处理平台的可实现性,并提出了一套通用的硬件结构,可作为对后续软件无线电硬件平台研究的一个重要参考,具有非常重要的工程实践意义和实用价值。

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第一章 绪论

§1.1课题背景

§1.2 国内外研究现状

§1.3研究目标与课题来源

§1.4 研究内容及意义

§1.5 研究成果及特色

§1.6 论文结构及内容安排

第二章 软件无线电数字信号处理平台的结构及关键技术

§2.1 几种常见的软件无线电数字信号处理系统结构及分析

§2.3 软件无线电信号处理平台构建的关键技术

§2.4 本章小结

第三章 GP-SDR信号处理平台技术方案

§3.1 GP-SDR软件无线电信号处理平台的设计思想

§3.2总体方案设计

§3.3结构方案设计

第四章 GP-SDR信号处理平台的硬件设计与实现

§4.1 硬件实现方案设计

§4.2 关键电路模块的设计

§4.3 硬件平台的具体实现

§4.4 高速PCB的设计

§4.5 硬件调试

§4.6 本章小结

第五章 GP-SDR信号处理平台接口软件的设计与实现

§5.1 接口软件实现方案设计

§5.2 本章小结

第六章 GP-SDR信号处理平台的联合调试与验证

6.1 FPGA的调试与验证

§6.2 DSP的调试与验证

§6.3 GP-CPU的运行与验证

§6.4 联合调试与验证

§6.5 本章小结

第七章 总结和展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果