论文部分内容阅读
本文讨论的是MIMO发射实验系统中数字中频子系统的设计。MIMO技术是新一代移动通信的核心技术,它利用多个天线进行收发,能在不占用过多带宽的情况下提高系统的容量。MIMO实验平台的搭建就是为了更好的研究MIMO相关技术同时也为MIMO系统的信号处理算法提供一个硬件平台。这样看来,构建一套实验系统来验证有关MIMO的理论是十分必要的。而发射机的设计又是实验系统的重点之一,同时从发射机的大小、功耗和成本等实际方面出发,有必要设计一套基于软件无线电的发射系统。但基于目前器件限制,软件无线电技术多在中频范围内数字化,也就是主要运用数字中频技术,所以本文提出了数字中频子系统的设计。它主要完成从数字基带信号到70MHz中频信号输出的整个过程。论文中使用的的开发工具System Generator是一种新型的FPGA设计工具。它在很多方面扩展了MathWorks公司的Matlab/Similink平台,在这个平台下提供了数字信号处理建模环境。这种工具最大的特点就是可以利用Simulink建模和仿真环境来实现FPGA设计,而无需了解和使用RTL级硬件语言,让DSP设计者能够发挥基于FPGA的DSP的最大性能和灵活性,并缩短整个设计的周期。本论文首先简单的介绍了移动通信的发展现状、MIMO技术的提出及其系统研究动态,简单描述了System Generator for DSP的使用方法。然后介绍了MIMO发射机的原理结构,文中将它分成了三个子系统来描述。简单介绍了计算机处理子系统和射频前端子系统的设计理念,论重点引出数字中频子系统的结构功能模块,其中数字上变频(DUC)是完成整个设计的关键。接着详细的介绍了数字上变频设计的相关技术,如多数率信号处理技术、数字滤波技术、数字域正交混频技术等,并使用System Generator将其一一实现。详细说明了两通道的数字上变频采样率变换方案,结合实际情况,实现了发送符号率分别为2Msps和3.75Msps的2个通道。论文的最后部分就是中频子系统的设计,它是在数字上变频的基础上增加了串并差分编码模块和脉冲整形模块。最后,给出了数字中频子系统的结构模型并实现了数字中频子系统的两通道设计,并进行了仿真验证。