基于FPGA的多速率变换模块设计开题报告

 2021-08-08 12:08

全文总字数:3489字

1. 研究目的与意义

随着现代通信技术地高速发展,对通信功能实现及其应用推广的要求也越来越高。

同时,快速发展的通信行业还在不断地涌现出新的通信模式,因此新型的通用性平台必须具有升级更新的功能。

与此同时,在研究中频数字化接收机中,面临的第一个问题多速率信号处理的设计与实现恰恰能很好的满足升级更新的构思想法。

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2. 国内外研究现状分析

本设计所研究的是基于FPGA的多速率变换模块,在通信处理领域,多速率信号处理最早于20世纪70年代提出,由其引出的多速率滤波在数学领域里基于多个算法解决了大量的微分等式。

一个突破点是70年代两通道正交镜像滤波器组应用于语音信号的压缩。

在该方法中,信号通过分析滤波器组被分成低通和高通两个子带,每个子带经过2倍抽取和量化后再进行压缩,之后可以通过综合滤波器组近似地重建出原始信号,重建的近似误差一部分源于子带信号的压缩编码,一部分是由分析和综合滤波器组产生的误差,其中最主要的误差是混叠误差,它是由于分析滤波器组不是理想带限而引起的。

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3. 研究的基本内容与计划

本设计的多速率变换模块,涉及到SRRC滤波器、HB滤波器、CIC滤波器,和Farrow滤波器。

SRRC滤波即Square Root Raised Cosine filter (平方根升余弦滤波),在通信系统的发射端和接收端同时使用 SRRC 滤波 器可以实现升余弦滤波的效果,消除码间干扰。

当信道噪声可忽略时, 按照匹配滤波器的输出信噪比最大准则, 可以将升余弦滤波器分为2 个平方根升余弦滚降滤波器 (SRRC) 来实现[9],一个在发射端用于发射成形滤波,一个在接收端用于匹配滤波。

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4. 研究创新点

该设计多速率模块采用级联SRRC、HB、CIC、Farrow滤波器的构思,通过在线重载SRRC滤波系数,CIC、Farrow滤波器插值倍数,能够实现不同滚降系数的升余弦滤波及多速率变换,有效节约了FPGA资源。

通过仿真分析和实验验证了该模块SRRC滤波及多速率变换特性。

该模块易于工程实现,能有效消除码间干扰,提高频带利用,较好地满足了现代通信与数字系统处理中的实时性要求。

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