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GPS接收机基带信号处理模块的FPGA实现

GPS接收机基带信号处理模块的FPGA实现
GPS接收机基带信号处理模块的FPGA实现

基带信号处理芯片

基带信号处理芯片 一种基带信号处理芯片,其包括多个信号输入输出端、模拟信号理模块、基带信号产生模块、基带信号处理模块、控制模块、及钟模块,其中,模拟信号处理模块主要用于对待发射的信号或待理的基带信号进行包括模数转换的预处理,然后待发射的信号由带信号产生模块进行处理以产生相应的基带信号,而待处理的基信号由基带信号处理模块进行处理后以推动后续的部件,所述控模块通过对基带信号产生模块和基带信号处理模块的控制以实现两者处理的信号的加解密及静音等的控制,同时由时钟模块向所控制模块提供其工作所需的时钟,如此可在单一芯片上集成模拟数字基带信号处理和控制功能。

基带信号处理芯片 一种基带信号处理芯片,包括多个信号输输出端,其特征在于包括:模拟号处理模块,其具有在信号输入端输入的发射的信号和待处理的基带信号之间进选择的选择器、用于对所述选择器所选择信号进行滤波的抗混叠滤波器、及用于将述抗混叠滤波器输出的信号进行模数转的模数转换器;基带信号产生块,具有用于将所述模数转换器输出的待射信号进行低通滤波的第一低通滤波器、所述第一低通滤波器输出的信号能量进检测的能量检测器、用于对所述第一低通波器输出的信号进行压缩的压缩器、用于除所述压缩器输出的信号中的噪声的第高通滤波器、对所述高通滤波器输出的信进行加密的加密单元、对所述加密单元输的信号进行预加重的预加重滤波器、用于所述预加重滤波器输出的信号进行增益调的发射增益粗调单元、用于限制所述发增益控制单元输出的信号的幅度的限幅器

用于滤除所述限幅器产生的高频信号的二低通滤波器、用于对所述第二低通滤波输出的信号进行增益细调的发射增益细单元、用于将所述发射增益细调单元输出信号及静音控制信号相叠加的叠加器、用将所述叠加器输出的信号进行数模转换供信号输出端输出的第一数模转换器、及别用于在所述压缩器之前和预加重滤波之后插入信号的两信号插入单元基带信号处理模块,具有用于将所述模数换器输出的待处理的基带信号进行低通波的第三低通滤波器、用于将所述第三低滤波器输出的信号进行高通滤波的第二通滤波器、用于将所述高通滤波器输出的号进行去加重的去加重滤波器、用于将所去加重滤波器输出的信号进行解密的解单元、用于将所述解密单元输出的信号进扩展的扩展器、用于将所述扩展器输出的号进行增益控制的增益控制单元、用于将述增益控制单元输出的信号进行数模转以供信号输出端输出的第二数模转换单元用于将所述第三低通滤波器输出的信号

matlab实验报告 数字调制解调

实验报告 姓名:李鹏博实验名称:数字调制解调 学号:2011300704 课程名称:数字信号处理 班级:03041102 实验室名称:航海西楼303 组号: 1 实验日期:2014.06.27 一、实验目的、要求 掌握掌握数字调制以及对应解调方法的原理。 掌握数字调制解调方法的计算机编程实现方法,即软件实现。 二、实验原理 二进制数字频率调制(2FSK) 二进制数字频率调制,简称频移键控2FSK,是利用二进制数字基带信号控制载波的频率,进行频谱变换的过程。在发送端,由基带信号控制载波,用不同频率的载波振荡信号来传输数字信号“1”和“0”;接收端则根据不同频率的载波信号,将其还原成相应的数字基带信号。 PSK调制 在PSK调制时载波的相位随调制信号状态不同而改变。如果两个频率相同的载波同时开始振荡这两个频率同时达到正最大值同时达到零值同时达到负最大值此时它们就处于“同相”状态如果一个达到正最大值时另一个达到负最大值则称为“反相”。把信号振荡一次一周作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期两个波的相位差180度也就是反相。当传输数字信号时“1”码控制发0度相位“0”码控制发180度相位。 三、实验环境 PC机,Windows2000,office2000,Matlab6.5以上版本软件。 四、实验内容、步骤 实验内容 已知消息信号为一个长度为8的二进制序列;载波频率为 800 c f Hz ,采样频率为 4KHz。编程实现一种调制、传输、滤波和解调过程。 实验步骤 根据参数产生消息信号s和载波信号。调用函数randint生成随机序列。 编程实现调制过程。调用函数y=fskmod(s,M,FREQ_SEP,NSAMP)完成频率调制,y=pskmod(s,M) 完成相位调制,或者。调用函数modulate完成信号调制。 编程实现信号的传输过程。产生白噪声noise,并将其加到调制信号序列。或者调用函

实验1-多种离散时间信号产生(答案)

实 验 报 告 学生姓名: 学 号: 指导教师: 一、实验室名称:数字信号处理实验室 二、实验项目名称:多种离散时间信号的产生 三、实验原理: 1、基本离散时间信号 利用MATLAB 强大的数值处理工具来实现信号的分析和处理,首先就是要学会应用MATLAB 函数来构成信号。常见的基本信号可以简要归纳如下: (1).单位采样序列 ???=0 1 )(n δ ≠=n n 在MATLAB 中可以利用zeros()函数实现。 ; 1)1(); ,1(==x N zeros x 如果)(n δ在时间轴上延迟了k 个单位,得到)(k n -δ即: ???=-0 1 )(k n δ ≠=n k n (2).单位阶跃序列 ???=0 1 )(n u 00<≥n n 在MATLAB 中可以利用ones()函数实现。 );,1(N ones x = (3).正弦序列

)2sin()(?π+=fn A n x 采用MATLAB 的实现方法,如: ) ***2sin(*1 :0?+=-=n f pi A x N n (4).实指数序列 n a A n x ?=)( 其中,A 、a 为实数。采用MATLAB 的实现方法,如: n a x N n .^1 :0=-= (5).复指数序列 n j e A n x )(0)(ωσ+?= 采用MATLAB 的实现方法,如: ) *)*exp((*1 :00n j A x N n ωσ+=-= 为了画出复数信号x [n ],必须要分别画出实部和虚部,或者幅值和相角。 MATLAB 函数real 、imag 、abs 和angle 可以逐次计算出一个复数向量的这些函数。 2、基本数字调制信号 (1).二进制振幅键控(2ASK ) 最简单的数字调制技术是振幅键控(ASK ),即二进制信息信号直接调制模拟载波的振幅。二进制幅度键控信号的时域表达式: ∑-=n c s n ASK t nT t g a t S ωcos )]([)( 其中,a n 为要调制的二进制信号,g (t)是单极性脉冲信号的时间波形,Ts 表示调制的信号间隔。典型波形如下:

GPS接收机基带信号处理算法的研究与实现

GPS接收机基带信号处理算法的研究及实现

摘要: 全球定位系统(Global Positioning System—GPS)作为全球最重要的定位系统经过二十多年的发展已经日臻成熟和完善。因其所具备的高可靠性、高精度、低成本的、具有便携可移动能力的特点,逐渐被越来越多的用户所采用。目前在航空航天、交通、通信、气象等许多领域它作为一项重要的技术而被广泛的使用。随着人们应用领域的不断广泛和深入,人们希望在许多恶劣环境下GPS接收机也能提供良好的定位导航服务,这就对GPS技术带来了新的挑战,因为在许多恶劣环境下比如信号遮蔽、多径干扰、卫星信号间的互相关串扰等,传统接收机的性能将严重下降,甚至不能工作。为了克服这些应用上的限制,就必须在设计GPS接收机技术上有所创新,而GPS接收机的核心是基带信号处理算法。本文的研究容是GPS 接收机的基带数字处理算法及相应的芯片实现方案。根据GPS信号结构特点,从基带解扩解调的角度建立相应的数学模型,针对GPS信号处理的两大关键技术捕获和跟踪,推导出每一部分性能与相应参数的关系,尤其分析了在噪声环境下的各个部分的性能特性,同时还介绍了GPS基带芯片的电路结构和实现方案。本文首先介绍GPS基本原理和信号结构,给出了GPS接收机基带的信号处理流程,并详细介绍了GPS基带需要完成的任务和功能。接着重点介绍GPS信号捕获算法,详细分析了传统的穿行搜索算法和改进的FFT快补算法的各自性能。根据估计检测理论分析误警概率和检测概率,提出了最优的搜索检测器。然后又详细分析了GPS跟踪环路的性能,介绍了锁相环理论的一些基本理论,并根据实际的应用重点分析了三阶环路的性能,同时给出了伪距测量误差和环路跟踪误差的关系。最后给出了详细的测试结果。 三段式,背景(10%)、工作(50%)、结果(40%) 关键字: GPS,基带算法,GPS捕获,GPS跟踪

数字基带传输系统仿真实验

数字基带传输系统仿真实验 一、系统框图 一个数字通信系统的模型可由下图表示: 信源信道数字信源编码器调制器编码器 数字信源噪声信道 信道数字信源信宿译码器解调器译码器 数字信宿编码信道 数字通信系统模型 从消息传输角度看,该系统包括两个重要的变换,即消息与数字基带信号之间的变换;数字基带信号与信道传输信号之间的变换。 在数字通信中,有些场合可以不经过载波调制和解调过程而让基带信号直接进行传输。称为基带传输系统。与之对应,把包括了载波调制和解调过程的传输系统称为频带传输系统。无论是基带传输还是频带传输,基带信号处理是必须的组成部分。因此掌握数字基带传输的基本理论十分重要,它在数字通信系统中具有普遍意义。 二、编程原理 1. 带限信道的基带系统模型(连续域分析) X(t) y(t) {}a, 输入符号序列―― l L,1

dtatlT()(),,,T, 发送信号―― ――比特周期,二进制,lbbl,0 码元周期 ,jft2,, 发送滤波器―― G(),或Gf()或gtGfedf()(), TT,TT,, , 发送滤波器输出―― L,1 xtdtgtatlTgt()()*()()*(),,,,,TlbTl,0 L,1 =()agtlT,,lTsl,0 , 信道输出信号或接收滤波器输入信号 (信道特性为1) ytxtnt()()(),, ,jft2,G(),Gf()gtGfedf()(),, 接收滤波器―― 或或 RR,RR,, , 接收滤波器的输出信号 rtytgtdtgtgtntgt()()*()()*()*()()*(),,,RTRR ,1L ()(),,,agtlTnt,lbR,0l ,jft2,gtGfCfGfedf()()()(), 其中 ,TR,, (画出眼图) lTlL,,, 01, 如果位同步理想,则抽样时刻为 b rlTlL() 01,,,, 抽样点数值为 (画出星座图) b ,{}a, 判决为 l 2. 升余弦滚降滤波器 (1),,,Tf,||,s,T2s, ,TT1(1)(1),,,,,,,,,ss Hfff()1cos(||),||,,,,,,,,TTT2222,,,ss,

数字信号处理实验报告lap2~3

实验报告 姓名: 学号:1101200227 班级:信息1002 学校:华北电力大学 科目:数字信号处理 实验二时域抽样与频域抽样 一、实验目的 加深理解连续时间信号的离散化过程中的数学概念和物理概念,掌握时域抽样定理的基本内容。掌握由抽样序列重建原连续信号的基本原理与实现方法,理解其工程概念。加深理解频谱离散化过程中的数学概念和物理概念,掌握频域抽样定理的基本内容。 二、实验原理 时域抽样定理给出了连续信号抽样过程中信号不失真的约束条件:对于基带信号,信号抽样频率f sam 大于等于2倍的信号最高频率f m ,即f sam ≥ 2f m 。 时域抽样是把连续信号x (t )变成适于数字系统处理的离散信号x [k ] ;信号重建是将离散信号x [k ]转换为连续时间信号x (t )。 1. 信号的时域抽样 若x [k ]=x (kT )|t =kT ,则信号x (t )与x [k ]的频谱之间存在: 其中:x (t )的频谱为X (j w ),x [k ]的频谱为X (e j W ) 可见,信号时域抽样导致信号频谱的周期化。 2. 信号的频域抽样 非周期离散序列x [k ]的频谱X (e j W )是以2p 为周期的连续函数。频域抽样是将X (e j W )离散化以便于数值计算。 频域抽样与时域抽样形成对偶关系。在[0,2p]内对X (e j W ) 进行N 点均匀抽样,引起时域序列x [k ]以N 点为周期进行周期延拓。 频域抽样定理给出了频域抽样过程中时域不发生混叠的约束条件:若序列x [k ]的长度L ,则 应有N ≥L 。 三、实验内容 1.利用MATLAB 实现对信号的抽样。 t0 = 0:0.001:0.1; x0 =cos(2*pi*20*t0); plot(t0,x0,'r') hold on %信号最高频率f m 为20 Hz, %按100 Hz 抽样得到序列。 Fs = 100; t=0:1/Fs:0.1; )e (j ΩX ( ) ∑∞-∞=-= n n X T )(j 1sam ωω∑ ∞-∞=+= n nN k x k x ][][~

智能手机基带处理器电路原理

智能手机基带处理器电路原理 在普通手机中,通常将MCU(Micro Control Unit,微控制电路)、DSP( (Digital Signal Processing,数字信号处理)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路)电路集成在一起,得到数字基带信号处理器;将射频接口电路、音频编译码电路及一些ADC(模拟至数字转换器)、DAC(数字至模拟转换器)电路集成在一起,得到模拟基带信号处理器。 在智能手机中,一般是将数字基带信号处理器和模拟基带信号处理器集成在一起,称为基带处理器。不论移动电话的基带电路如何变化,它都包MCU 电路(也称CPU 电路)、DSP电路、ASIC 电路、音频编译码电路、射频逻辑接口电路等最基本的电路。 我们可以这样理解智能手机的无线部分,我们将智能手机无线部分电路再分为两部分,一部分是射频电路,完成了信号从天线到基带信号的接收和发射处理;一部分是基带电路,完成了信号从基带信号到音频终端(听筒或送话器)的处理。这样看来,基带处理器的主要工作内容和认为就比较容易理解了。 以基带处理器电路PMB8875 为例,框图如图1所示。 图1 基带处理器电路PMB8875 框图 1、模拟基带电路

模拟基带信号处理器(ABB)又被称为话音基带信号转换器,包含手机中所有的ADC与DAC 变换器电路。 模拟基带信号处理器包含基带信号处理电路、话音基带信号处理电路(也称音频处理电路)、辅助变换器单元(也被称为辅助控制电路)。 (1)基带信号处理电路 基带信号处理电路将接收射频电路输出的接收机基带信号RXIQ 转换成数字接收基带信号,送到数字基带信号处理器DBB。 在发射方面,该电路将DBB 电路输出的数字发射基带信号转换成模拟的发射基带信号TXIQ,送到发射射频部分的IQ 调制器电路。 基带信号处理电路是用来处理接收、发射基带信号的,连接数字基带与射频电路——射频逻辑接口电路,在基带方面,通过基带串行接口连接到数字基带信号处理器;在射频方面,它通过分离或复合的IQ 信号接口连接到接收I/Q 解调与发射I/Q 调制电路。 接收基带信号处理框图如图2所示。 图2接收基带信号处理框图 发射基带信号处理框图如图3所示。 图3发射基带信号处理框图

电子科大实验1-多种离散时间信号产生答案

实 验 报 告 学生姓名: 学 号: 指导教师: 一、实验室名称:数字信号处理实验室 二、实验项目名称:多种离散时间信号的产生 三、实验原理: 1、基本离散时间信号 利用MATLAB 强大的数值处理工具来实现信号的分析和处理,首先就是要学会应用MATLAB 函数来构成信号。常见的基本信号可以简要归纳如下: (1).单位采样序列 ? ??=01)(n δ 00 ≠=n n 在MATLAB 中可以利用zeros()函数实现。 ; 1)1();,1(==x N zeros x 如果)(n δ在时间轴上延迟了k 个单位,得到)(k n -δ即:

???=-0 1)(k n δ ≠=n k n (2).单位阶跃序列 ? ??=01)(n u 00 <≥n n 在MATLAB 中可以利用ones()函数实现。 );,1(N ones x = (3).正弦序列 )2sin()(?π+=fn A n x 采用MATLAB 的实现方法,如: ) ***2sin(*1 :0?+=-=n f pi A x N n (4).实指数序列 n a A n x ?=)( 其中,A 、a 为实数。采用MATLAB 的实现方法,如: n a x N n .^1:0=-= (5).复指数序列 n j e A n x )(0)(ωσ+?= 采用MATLAB 的实现方法,如: ) *)*exp((*1 :00n j A x N n ωσ+=-= 为了画出复数信号x [n ],必须要分别画出实部和虚部,或者幅值和相角。MATLAB 函数real 、imag 、abs 和angle 可以逐次计算出一个复数向量的这些函数。

数字信号处理综合设计实验报告

数字信号处理实验八 调制解调系统的实现 一、实验目的: (1)深刻理解滤波器的设计指标及根据指标进行数字滤波器设计的过程(2)了解滤波器在通信系统中的应用 二、实验步骤: 1.通过SYSTEMVIEW软件设计与仿真工具,设计一个FIR数字带通滤波器,预先给定截止频率和在截止频率上的幅度值,通过软件设计完后,确认滤波器的阶数和系统函数,画出该滤波器的频率响应曲线,进行技术指标的验证。 建立一个两载波幅度调制与解调的通信系统,将该滤波器作为两个载波分别解调的关键部件,验证其带通的频率特性的有效性。系统框图如下: 规划整个系统,确定系统的采样频率、观测时间、细化并设计整个系统,仿真调整并不断改进达到正确调制、正确滤波、正确解调的目的。(参考文件

zhan3.svu) (1)检查滤波器的波特图,看是否达到预定要求; (2)检查幅度调制的波形以及相加后的信号的波形与频谱是否正常; (3)检查解调后的的基带信号是否正常,分析波形变形的原因和解决措施;(4)实验中必须体现带通滤波器的物理意义和在实际中的应用价值。 2.熟悉matlab中的仿真系统; 3.将1.中设计的SYSTEMVIEW(如zhan3.svu)系统移植到matlab中的仿真环境中,使其达到相同的效果; 4.或者不用仿真环境,编写程序实现该系统,并验证调制解调前后的信号是否一致。 实验总共提供三个单元的时间(6节课)给学生,由学生自行学习和自行设计与移植 三、系统设计 本系统是基于matlab的simulink仿真软件设计的基带信号调制与解调的系统,利用matlab自带的数字信号仿真模块构成其原理框图并通过设置载波、带通滤波器以及低通滤波器等把基带信号经过载波调制后再经乘法器、带通滤波器和低通滤波器等电路系统能解调出基带信号。 1、实验原理框图

数字信号处理实验八

实验报告 实验名称:FIR数字滤波器设计及应用 课程名称____数字信号处理________ 院系部:电气与电子工程专业班级:信息1002 学生姓名:王萌学号: 11012000219同组人:实验台号: 指导教师:范杰清成绩: 实验日期: 华北电力大学

一、实验目的 加深理解 FIR 数字滤波器的时域特性和频域特性,掌握FIR 数字 滤波器的设计原理与设计方法,以及FIR 数字滤波器的应用。 二、 实验原理 FIR 数字滤波器可以设计成具有线性相位,在数据通信、图像处理、 语音信号处理等实际应用领域得到广泛应用。 M 阶FIR 数字滤波器的系统函数为: FIR 数字滤波器的单位脉冲响应h [k ]是长度为M +1的有限长因果序列。当满足对称条件时,该FIR 数字滤波器具有线性相位。FIR 数字滤波器设计方法主要有窗口法、频率取样法及优化设计法。 MATLAB 中提供的常用FIR 数字滤波器设计函数有: fir1 窗函数法设计FIR 数字滤波器(低通、高通、带通、 带阻、多频带滤波器) fir2 频率取样法设计FIR 数字滤波器:任意频率响应 firls FIR 数字滤波器设计:指定频率响应 firrcos 升余弦型 FIR 数字滤波器设计 intfilt 内插FIR 数字滤波器设计 kaiserord 凯塞(Kaiser)窗函数设计法的阶数估计 firpm Parks-McClellan 算法实现FIR 数字滤波器优化设计 firpmord Parks-McClellan 数字滤波器的阶数选择 cremez 复系数非线性相位FIR 等波纹滤波器设计 1、 窗口法设计FIR 数字滤波器 fir1函数可以很容易地实现FIR 数字滤波器窗口法设计。 可设计低通、高通、带通、带阻滤波器、多频带滤波器。 k M k z k h z H -=∑=][)(0

实验1-多种离散时间信号产生

实 验 报 告 一、实验室名称:数字信号处理实验室 二、实验项目名称:多种离散时间信号的产生 三、实验原理: 1、基本离散时间信号 利用MATLAB 强大的数值处理工具来实现信号的分析和处理,首先就是要学会应用MATLAB 函数来构成信号。常见的基本信号可以简要归纳如下: (1).单位采样序列 ? ??=01)(n δ 00 ≠=n n 在MATLAB 中可以利用zeros()函数实现。 ; 1)1(); ,1(==x N zeros x 如果)(n δ在时间轴上延迟了k 个单位,得到)(k n -δ即: ???=-0 1 )(k n δ ≠=n k n (2).单位阶跃序列 ? ??=01 )(n u 00<≥n n 在MATLAB 中可以利用ones()函数实现。 );,1(N ones x = (3).正弦序列 )2sin()(?π+=fn A n x 采用MATLAB 的实现方法,如:

) ***2sin(*1 :0?+=-=n f pi A x N n (4).实指数序列 n a A n x ?=)( 其中,A 、a 为实数。采用MATLAB 的实现方法,如: n a x N n .^1 :0=-= (5).复指数序列 n j e A n x )(0)(ωσ+?= 采用MATLAB 的实现方法,如: ) *)*ex p((*1 :00n j A x N n ωσ+=-= 为了画出复数信号x [n ],必须要分别画出实部和虚部,或者幅值和相角。 MATLAB 函数real 、imag 、abs 和angle 可以逐次计算出一个复数向量的这些函数。 2、基本数字调制信号 (1).二进制振幅键控(2ASK ) 最简单的数字调制技术是振幅键控(ASK ),即二进制信息信号直接调制模拟载波的振幅。二进制幅度键控信号的时域表达式: ∑-=n c s n ASK t nT t g a t S ωcos )]([)( 其中,a n 为要调制的二进制信号,g (t)是单极性脉冲信号的时间波形,Ts 表示调制的信号间隔。典型波形如下:

RFID读写器接收机基带数字信号处理研究

RFID读写器接收机基带数字信号处理研究 1 引言 超高频RFID系统空中接口标准包括ISO/IEC系列,F2C系列,以及中国正在研究制定的国家标准,数字接收机可实现软件升级和多协议支持,相比模拟接收机具备易于调试、应用灵活的优势,因而在超高频姗读写器中得到了广泛应用.提高超高频RFID读写器的读取效果一直是近年来的研究重点.在经过详尽分析和实验验证后,本文给出相关问题的解决办法。 超高频RFID读写器是与标签之间采用反向散射原理完成通信,根据当前主要的UHF频段空中接口标准ISO/IEC 18000-6C,标签在无源状态下以同频半双工方式通讯.基本的通信过程是,读写器采用幅移键控(ASK)等方式来调制载波,在特定频率的信道上将信息发送给一个或多个标签.之后读写器仍然需要发射CW载波,在指定的时间内来等待标签的应答。 零中频架构具有不需要中频环节,能够减小功耗,降低电路复杂度,易于调试等优点.零中频RFID数字接收机电路框图.天线接收进来的射频信号通过环行器后直接进入下变频器,转换完成的基带信号通过LNA放大、低通滤波,输出两路I、Q基带信号交由基带进行数字信号处理。 图1 零中频RFID数字接收机电路框图 读写器的通信效果受到发射机输出功率、接收机灵敏度、收发天线增益、收发隔离度、标签功耗、标签天线增益,以及环境状况等参数的影响.其中,发射端最大有效全向发射功率(EIRP)受到国家无线电发射设备管制,收发隔离度受到环行器等器件隔离度限制(一般只能达到25dB),在标签、天线和环境等参数一定的条件下,接收机的性能对读写器整机性能起决定性作用。 2 接收机性能影响因素分析 超高频RFID读写器接收机工作时也需要发射机发出无调制的载波.接收机接收到的包括标签反射信号、天线噪声、环境反射、发射机直接耦合,以及接收机自身的噪声等。在标签能获得足够工作能量的前提下,读写器的工作距离主要取决于标签反向散射信号在读写器的解调输出能否满足最低信噪比要求.根据文献[3],可用下面的公式来标示读写器决定的最大工作距离: 其中,C是电磁波在自由空间的传播速度,ω是电磁波信号的角频率,Г是标签功率反射系数,ξ是收发隔离系数,GR是读写器天线增益,Gt是标签天线增益,分母中的Ppn表示本振的单边带通带内相位噪声功率,可以计算本振已知的相位噪声数据或者使用频谱分析仪(SPA)直接测量获得.分子中的PDATA表示标签二进制数据序列的单边带通带内信号功率,可以数值计算的方式得到.根据公式,在标签参数、天线增益和收发隔离等参数一定的情况下,读写器的工作距离取决于接收机的信噪比性能(SNR),尤其是相位噪声以及降噪处理效果。 环境折反射干扰及相位噪声主要在载波频率附近,下变频之后表现为低频噪声;基带信号上混有常见的高频噪声,在密集读写器模式下,需要控制接收机带宽在一定范围以避免读写器之间相互干扰,因此需要对基带信号作带通滤波处理,以提高其信噪比。 直流偏移是零中频结构特有的一种干扰,是由于接收机中本振、发射机泄漏、环境反射等信号耦合到混频器输入端形成的。读写器收发同频造成了直流偏移远大于常规的接收机,加上常见工作距离只有3—5米,载波泄漏情况还受天馈及环境影响,直流偏移具有时变性.直流偏移不仅破坏了后级电路的直流工作点,还影响放大滤波电路的线性度性能,使信噪比变差.使用环行器的单天线设计中,环行器隔离度有限导致发射泄漏到接收端的强度大,直流偏移问题会更加严重,直流偏移、环境折反射引起的幅度相位干扰、本振相位噪声、ADC量化噪声等都可降低接收机的信噪比,提高其性能除了要在模拟射频电路上进行改进,

1实验一 数字基带信号实验

实验一数字基带信号实验 一、实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 2、掌握AMI、HDB 3 的编码规则。 3、掌握从HDB 3 码信号中提取位同步信号的方法。 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 5、了解HDB 3 (AMI)编译码集成电路CD22103。 二、实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极 性码(HDB 3)、整流后的AMI码及整流后的HDB 3 码。 2、用示波器观察从HDB 3 码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。 3、用示波器观察HDB 3 、AMI译码输出波形。 三、基本原理 本实验使用数字信源模块、HDB 3 编译码模块和可编程逻辑器件模块。 1、数字信源 本模块是整个实验系统的发终端,其原理方框图如图1-1所示。本单元产生NRZ信号,信号码速率约为170.5KB,帧结构如图1-2所示。帧长为24位,其中首位无定义,第2位到第8位是帧同步码(7位巴克码1110010),另外16位为2路数据信号,每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。发光二极管亮状态表示1码,熄状态表示0码。 本模块有以下测试点及输入输出点: ? CLK 晶振信号测试点 ? BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点 ? FS 信源帧同步信号输出点/测试点 ? NRZ-OUT NRZ信号输出点/测试点 图1-3为数字信源模块的电原理图。图1-1中各单元与图1-3中的元器件对应关系如下: ?晶振CRY:晶体;U1:反相器74LS04 ?分频器U2:计数器74LS161;U3:计数器74LS193; U4:计数器74LS160

数字基带信号与AMIHDB3编译码实验

数字基带信号与AMI/HDB3编译码实验报告 一、实验目的 了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。 掌握AMI码和HDB3码的编译规则。 了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。 二、实验器材 主控&信号源模块 2号数字终端&时分多址模块 8号基带编译码模块 13号同步模块 示波器 三、实验原理 1、AMI编译码实验原理框图 2、实验框图说明 AMI编码规则是遇到0输出0,遇到1则交替输出+1和-1。实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后,得到AMI-A1和AMI-B1两路信号,再通过电平转换电路进行变换,从而得到AMI编码波形。 AMI译码只需将所有的±1变为1,0变为0即可。实验框图中译码过程是将AMI码信号送入到电平逆变换电路,再通过译码处理,得到原始码元。 3、HDB3编译码实验原理框图

4、实验框图说明 我们知道AMI编码规则是遇到0输出0,遇到1则交替输出+1和-1。而HDB3编码由于需要插入破坏位B,因此,在编码时需要缓存3bit的数据。当没有连续4个连0时与AMI 编码规则相同。当4个连0时最后一个0变为传号A,其极性与前一个A的极性相反。若该传号与前一个1的极性不同,则还要将这4个连0的第一个0变为B,B的极性与A相同。实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后,得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号,再通过电平转换电路进行变换,从而得到HDB3编码波形 同样AMI译码只需将所有的±1变为1,0变为0即可。而HDB3译码只需找到传号A,将传号和传号前3个数都清0即可。传号A的识别方法是:该符号的极性与前一极性相同,该符号即为传号。实验框图中译码过程是将HDB信号送入到电平逆变换电路,再通过译码处理,得到原始码元。 四、实验步骤 AMI码型变换实验 实验项目一AMI编译码(归零码实验) 1、登录e-Labsim仿真系统,创建实验文件,选择实验所需模块和示波器。 2、按表格所示进行连线。 3、运行仿真,开启所有模块的电源开关。 4、设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【AMI编译码】→【归零码实验】。将模块13的开关S3分频设置拨为0011,即提取512K同步时钟。 5、此时系统初始状态为:编码输入信号为256K的PN序列。 6、实验操作及波形观测。 (1)用示波器分别观测编码输入的数据TH3和编码输出的数据TH11(AMI输出),观察记录波形,有数字示波器的可以观测编码输出信号频谱,验证AMI编码规则。 (2)保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变,另一通道测量中间测试点TP5(AMI-A1),观察基带码元的奇数位的变换波形。 (3)保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变,另一通道测量中间测试点TP6(AMI-B1),观察基带码元的偶数位的变换波形。 (4)用示波器分别观测模块8的TP5(AMI-A1)TP6(AMI-B1),可从频域角度观察信号所含256KHz频谱分量况 (5)用示波器对比观测编码输入的数据和译码输出的数据,观察记录AMI译码波形与输入信号波形。 (6)用示波器分别观测TP9(AMI-A2)和TP11(AMI-B2),从时域或频域角度了解AMI码经电平变换后的波形情况。 (7)用示波器分别观测模块8的TH2(AMI输入)和TH6(单极性码),从频域角度观测双极性码和单极性码的256KHz频谱分量情况。 (8)用示波器分别观测编码输入的时钟和译码输出的时钟,观察比较恢复出的位时钟波形与原始位时钟信号的波形。 实验项目二 AMI编译码(非归零码实验) 1、保持实验项目一的连线不变。 2、运行仿真,开启所有模块的电源开关。

一文详解移动终端基带芯片

一文详解移动终端基带芯片 盼望着,盼望着,5G来了,5G手机的脚步临近了…… 据钛媒体报道,中国移动近日在杭州外场进行5G网络测试,从芯片到核心网端到端使用华为5G解决方案。网络测试用华为2.6GHz NR支持160MHz大带宽和64T64R Massive MIMO的无线设备,对接集中化部署于北京支持5G SA架构的核心网。 日前,华为宣布将在2019年MWC上(2月24日)首发第一款5G手机。眼看华为就要成为第一个“吃螃蟹”的企业。岂料,三星手机决定抢先华为4天发表全球首款5G网络折叠式智能手机,和Galaxy十周年S10系列一同于20日(当地时间)发布。 而作为5G手机的重要组成部分,射频芯片和基带芯片却一直不为大众所熟知。此前,芯师爷已经梳理过一篇射频芯片的文章《关于射频芯片,没有比这篇更全了!》。在此,本文将再向各位读者详细解说移动终端基带芯片。

什么是基带芯片? 基带芯片是用来合成即将发射的基带信号,或对接收到的基带信号进行解码。具体地说,就是发射时,把音频信号编译成用来发射的基带码;接收时,把收到的基带码解译为音频信号。同时,也负责地址信息(手机号、网站地址)、文字信息(短讯文字、网站文字)、图片信息的编译。 基带芯片结构图 基带芯片可分为五个子块:CPU处理器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器和接口模块。

CPU处理器:对整个移动台进行控制和管理,包括定时控制、数字系统控制、射频控制、省电控制和人机接口控制等。若采用跳频,还应包括对跳频的控制。同时,CPU处理器完成GSM终端所有的软件功能,即GSM 通信协议的layer1(物理层)、layer2(数据链路层)、layer3(网络层)、MMI(人-机接口)和应用层软件。 信道编码器:主要完成业务信息和控制信息的信道编码、加密等,其中信道编码包括卷积编码、FIRE码、奇偶校验码、交织、突发脉冲格式化。 数字信号处理器:主要完成采用Viterbi算法的信道均衡和基于规则脉冲激励-长期预测技术(RPE-LPC)的语音编码/解码。 调制解调器:主要完成GSM系统所要求的高斯最小移频键控(GMSK)调制/解调方式。 接口模块:包括模拟接口、数字接口以及人机接口三个子块; 移动终端支持何种网络制式是由基带芯片模式所决定,而支持何种频段则由天线和射频模块所决定,基带芯片完成移动终端的接入功能,目前基带处理器是一种高度复杂系统芯片(SoC),它不仅支持几种通信标准(包括GSM、CDMA 1x、CDMA2000、WCDMA、

中南大学通信原理实验报告数字基带信号

中南大学 《通信原理》 实验报告 专业班级:物联网专业1102班 姓名: 学号:0909112017 实验时间:2013年4月25日第九周周一实验名称:数字基带信号

(一)实验目的: 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。 3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 5、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。 (二)实验内容: 1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。 2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。 3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。 (三)基本原理: 本实验使用数字信源模块和HDB3编译码模块。 1、数字信源 本模块是整个实验系统的发终端,模块内部只使用+5V电压,其原理方框图如所示。 本单元产生NRZ信号,信号码速率约为170.5KB,帧结构如图所示。

帧长为24位,其中首位无定义,第2位到第8位是帧同步码(7位巴克码1110010),另外16位为2路数据信号,每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号,实验电路中数据码用红色发光二极管指示,帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。发光二极管亮状态表示1码,熄状态表示0码。 本模块有以下测试点及输入输出点: ? CLK 晶振信号测试点 ? BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点(2个) ? FS 信源帧同步信号输出点/测试点 ? NRZ-OUT(AK) NRZ信号(绝对码)输出点/测试点(4个) 图1-1中各单元与电路板上元器件对应关系如下: ?晶振CRY:晶体;U1:反相器7404 ?分频器U2:计数器74161;U3:计数器74193;U4:计数器40160 ?并行码产生器K1、K2、K3:8位手动开关,从左到右依次与帧同步码、数 据1、数据2相对应;发光二极管:左起分别与一帧中的 24位代码相对应 ?八选一U5、U6、U7:8位数据选择器4512 ?三选一U8:8位数据选择器4512 ?倒相器U20:非门74HC04 ?抽样U9:D触发器74HC74 2. HDB3编译码 原理框图如图所示。 本模块内部使用+5V和-5V电压,其中-5V电压由-12V电源经三端稳压器7905变换得到。本单元有以下信号测试点: ? NRZ 译码器输出信号

智能手机基带处理器电路原理

智能手机基带处理器电路 原理 This manuscript was revised by JIEK MA on December 15th, 2012.

智能手机基带处理器电路原理 在普通手机中,通常将MCU(Micro Control Unit,微控制电路)、DSP( (Digital Signal Processing,数字信号处理)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路)电路集成在一起,得到数字基带信号处理器;将射频接口电路、音频编译码电路及一些ADC(模拟至数字转换器)、DAC(数字至模拟转换器)电路集成在一起,得到模拟基带信号处理器。 在智能手机中,一般是将数字基带信号处理器和模拟基带信号处理器集成在一起,称为基带处理器。不论移动电话的基带电路如何变化,它都包MCU 电路(也称CPU 电路)、DSP电路、ASIC 电路、音频编译码电路、射频逻辑接口电路等最基本的电路。 我们可以这样理解智能手机的无线部分,我们将智能手机无线部分电路再分为两部分,一部分是射频电路,完成了信号从天线到基带信号的接收和发射处理;一部分是基带电路,完成了信号从基带信号到音频终端(听筒或送话器)的处理。这样看来,基带处理器的主要工作内容和认为就比较容易理解了。 以基带处理器电路PMB8875 为例,框图如图1所示。 图1 基带处理器电路PMB8875 框图 1、模拟基带电路 模拟基带信号处理器(ABB)又被称为话音基带信号转换器,包含手机中所有的ADC 与DAC 变换器电路。 模拟基带信号处理器包含基带信号处理电路、话音基带信号处理电路(也称音频处理电路)、辅助变换器单元(也被称为辅助控制电路)。 (1)基带信号处理电路 基带信号处理电路将接收射频电路输出的接收机基带信号RXIQ 转换成数字接收基带信号,送到数字基带信号处理器DBB。 在发射方面,该电路将DBB 电路输出的数字发射基带信号转换成模拟的发射基带信号TXIQ,送到发射射频部分的IQ 调制器电路。 基带信号处理电路是用来处理接收、发射基带信号的,连接数字基带与射频电路——射频逻辑接口电路,在基带方面,通过基带串行接口连接到数字基带信号处理器;在射频方面,它通过分离或复合的IQ 信号接口连接到接收I/Q 解调与发射I/Q 调制电路。 接收基带信号处理框图如图2所示。

基带传输系统实验报告

基于System view 的基带传输系统学生姓名:林芳指导老师:蔡春娥 摘要:本课程设计主要是为了进一步理解数字基带传输系统的构成及其工作原理,并能通过System View软件来实现对数字基带传输系统的仿真,且通过对各个元件的参数进行不同的设置,来观察系统中各个模块的输出波形。在课程设计中,我们将用到System View仿真平台,并构建基带传输模块,观察各个模块的输出波形 关键词:System View仿真平台;数字基带传输系统;参数设置;眼图;误码率 一.引言 1.1课程设计目的 通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关数字基带传输系统的的基本概念、基本理论和基本方法,而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力;同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养,为今后参加科学工作打下良好的基础 1.2课程设计内容 利用System View仿真平台,设计一个数字基带传输系统。信道中加入高斯白噪声(均值为0,均方差可调),分析理解系统各个模块的功能,并通过观察眼图,判断系统信道中的噪声情况 1.3System View仿真平台简介 System view是用于系统仿真分析的软件工具,它为用户提供了一个完整的动态系统设计、仿真与分析的可视化软件环境,能进行模拟、数字、数模混合系统、线性和非线性系统的分析设计,可对线性系统进行拉氏变换和Z变化分析 基于属于一个系统级工具平台,可进行包括数字信号处理系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析,并配置了大量图符块库,用户很容易构造出所需要的仿真系统,只要调出有关图符块并设置好参数,完成图符块间的连线后运行仿真操作,最终以时域波形、眼图、功率谱、星座图和各类曲线形式给出系统的仿真分析结果。System view 的库资源十分丰富,主要包括:含若干图符库德主库、通信库、信号处理库、逻辑库、射频/模拟库和用户代码库。

半导体基带芯片产业链研究报告

半导体基带芯片产业链研究报告 一、节点简介 基带芯片是用来合成即将发射的基带信号,或对接收到的基带信号进行解码。具体地说,就是发射时,把音频信号编译成用来发射的基带码;接收时,把收到的基带码解译为音频信号。同时,也负责地址信息(手机号、网站地址)、文字信息(短讯文字、网站文字)、图片信息的编译。基带芯片可分为五个子块:CPU处理器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器和接口模块。CPU处理器对整个移动台进行控制和管理,包括定时控制、数字系统控制、射频控制、省电控制和人机接口控制等。若采用跳频,还应包括对跳频的控制。同时,CPU处理器完成GSM终端所有的软件功能,即GSM通信协议的layer1(物理层)、layer2(数据链路层)、layer3(网络层)、MMI(人-机接口)和应用层软件。信道编码器主要完成业务信息和控制信息的信道编码、加密等,其中信道编码包括卷积编码、FIRE码、奇偶校验码、交织、突发脉冲格式化。数字信号处理器主要完成采用Viterbi算法的信道均衡和基于规则脉冲激励-长期预测技术(RPE-LPC)的语音编码/解码。调制/解调器主要完成GSM系统所要求的高斯最小移频键控(GMSK)调制/解调方式。接口部分包括

模拟接口、数字接口以及人机接口三个子块;(1)模拟接口包括;语音输入/输出接口;射频控制接口。(2)辅助接口;电池电量、电池温度等模拟量的采集。(3)数字接口包括;系统接口;SIM卡接口;测试接口;EEPROM接口;存储器接口;ROM接口主要用来连接存储程序的存储器FLASHROM,在FLASHROM中通常存储layer1,2,3、MMI和应用层的程序。RAM接口主要用来连接存贮暂存数据的静态RAM(SRAM)。Strategy Analytics的研究报告显示,2017年高通,联发科,三星LSI,海思半导体和展讯在全球蜂窝基带处理器市场上攫取了前五大收益份额。英特尔位列第六,紧跟展讯。市场领导者高通在2017年基带收益份额增长至53%,联发科以16%的收益份额位列第二,三星LSI以12%收益份额紧随其后。 二、产业链图谱

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