毕业论文---基于FPGA的数字基带信号的矢量信号分析

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1、基于 FPGA 的 数字基带信号 的 矢量信号分析 斯科特 弗格森 安捷伦科技公司 1900 年 众神花园 采访 科罗拉多斯普林斯市 文摘 本文介绍了新技术 ,分析现场可编程门阵列 (fpga)的数字信号和调制质量。这种融合 了 逻辑分析与那些矢量信号分析 的创新， 可以提供 设计者以 数字基带 和 信号处理系统 ，就如同 模数转换和数字模拟转换器有能力作出 他们以前无法或难以做出的 关键测量。 因而 FPGA 将继续投入更多资金于 无线、卫星通信 的 DSP 领域，随着 数字基带和 IF 信号 日益上升的主导地位 ，他们代表了 挑战无线电和卫星系统的设计。 DSP电路设计者们不断地做出折衷

2、 复杂性 设计 (位精度、数量的过滤器水龙头等 )、能耗、和信号质量。关键测量误差 同 矢量大小一样作为衡量性能的影响。此前 ,矢量信号分析测量 迄今一直 直接集成到射频测试仪器 ,或者编写为自定义软件基带设计。 随着 整个区域 无线电的 数字化 和集成于 一个芯片上 ，我们需要 的新方法是 在数字无线电中 描述某个子系统。 本文介绍了一个 FPGA 动态探针 和 FFT-based 矢量信号分析软件包的 组 合 ,前者 使得路由的信号组中的一个在 FPGA 逻辑分析仪 ，并通过一个小物理数量包 测量。这种组合提供了 对 FPGA 数字信号 同时测量时间域 ,频谱 ,和调制质量 的方法 。它还

3、提供了 FPGA 的无重新设计耗时的 各种内部 网络 信号分析 的快速选择 。 介绍 现场可编程门阵列 (FPGA)广泛应用于在无线、航空航天、国防应用 的数字信号处理 (DSP)领域 。他们的可编程性使设计 者 能够建立早期的原型系统 ,同时规范仍然在不断变化的 系统 ,以及 利用单一的硬件设计 支持多种通信技术。他们的 日益增长的表现 使数字 化进程 可以 提高 越来越宽的带宽 ,提高信号的质量 ,同时降低功耗和材料成本。 随着 一个 数字化接收信号 所占的 上升 比例 ,对于模拟谱和 矢量信号分析的 探测点 的数量 正在减少。 由于缺乏相关的噪音和非线性模拟信号处理， 数字信号处理系统有

4、能力创造出近乎完美的信号质量。然而 , 在信号质量 DSP 系统中 , 不断 权衡 系统成本、能量消耗 ,和投放市场的时间 以满足需求。由于这个原因 ,在数字信号分析组件和子组件是需要查看设计 ，相对 取舍影响信号的品质。 多年来 误差矢量幅度 (EVM)一直是广受欢迎的调制信号质量 的标准 。最大 EVM 指定要求为 各种标准的无线技术 ,如 WiMAX 和 WCDMA。当一个无线信号显示 的 EVM 不能令人满意 ,问题 的来源 需要被孤立 于 个体组件级别 (基 带过滤质量 ,数字前置失真 2、顶 因素减少 ,等等 )。 数字无线电设计中，不同位置的 EVM 的演示的方法： 简化 的 Q

5、AM16 调制器在Xilinx 的实施 Virtex-II FPGA。如图 1 所示。设计由一个 QAM16 符号编码器 (一个 4 位查找表 ) 以 25 Msymbols /秒运行 ,然后一个 余弦滤波器和 数字化 IF 调制阶段。插值 RRC 过滤器 举例 的符号 4,输出过滤后的 100 Msamples /秒的数据 。一个 IF 本地振荡器 以 100 Msamples /秒（ 4 位 /时间 )产生 一个 25 MHz 的 信号 ,并将其应用于过滤后的数 据，然后合 并创建一个数字 IF 信号。而一个更实际的电路设计应包括数字失真和 /或顶 点 因素减少 ,这个简单的例子就足以阐述 这个概念。