來自Digilent設(shè)計(jì)大賽的FPGA上的軟件定義無線電

描述

我們計(jì)劃使用 FPGA 來做軟件定義無線電。首先，我們將這個(gè)項(xiàng)目分為兩個(gè)部分，即發(fā)射器部分和接收器部分。在發(fā)射機(jī)部分，我們從 MATLAB 獲取正弦波數(shù)據(jù)。利用這些數(shù)據(jù)，在FPGA板上實(shí)現(xiàn)了正弦波。只要我們完成了這個(gè)問題，就可以通過相同的過程在 FPGA 上創(chuàng)建升余弦濾波器。然后，我們用預(yù)期來自麥克風(fēng)的數(shù)據(jù)制作了升余弦濾波器陣列，但是我們手動(dòng)創(chuàng)建了數(shù)據(jù)，我們不能使用麥克風(fēng)。

之后，我們乘以正弦波和升余弦濾波器陣列。作為發(fā)射機(jī)部分的最后工序，我們將這些陣列相互添加，并使用示波器觀察發(fā)射波形。在接收器部分，我們做不了那么多，但在這部分使用了正弦波和升余弦濾波器。我們將制作鎖相環(huán)以正確捕捉發(fā)射信號。

目標(biāo)

通常，模擬無線電只有一種調(diào)制類型，并且它們不能輕易地實(shí)施新技術(shù)。有必要改變他們的硬件來調(diào)整調(diào)制類型。正因?yàn)槿绱耍褂眠@些收音機(jī)的人必須花錢才能改變。此外，模擬無線電的發(fā)射器非常昂貴且體積大。我們通過在 FPGA 上實(shí)現(xiàn)軟件定義無線電來解決這些問題。我們之所以選擇 FPGA，是因?yàn)樗绕渌?a target='_blank' class='arckwlink_none'>微控制器運(yùn)行得更快，這要?dú)w功于并行處理。

通過這個(gè)項(xiàng)目，我們希望創(chuàng)建新的交流平臺。該平臺將以數(shù)字方式運(yùn)行，并且可以輕松實(shí)施新技術(shù)。例如，如果制造出比其他調(diào)制類型更快的新調(diào)制類型，我們可以更改代碼并繼續(xù)使用軟件定義無線電。

另一個(gè)使用領(lǐng)域是您可以使用我們制作的軟件定義收音機(jī)進(jìn)行廣播。這種廣播將比模擬系統(tǒng)更安全。因此，飛機(jī)、輪船或任何其他交通工具之間的通信由 SDR 提供。

特點(diǎn)和規(guī)格

基本上，正弦信號和升余弦濾波器是在 FPGA 上實(shí)現(xiàn)的。我們已經(jīng)實(shí)施了 4 個(gè) QAM。在這種方法中，數(shù)據(jù)分為想象和真實(shí)兩部分。我們有 8 位數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被二除。四位進(jìn)入一個(gè)ROM，這些代表虛部，其他四位進(jìn)入不同的ROM，這些代表實(shí)部。這些 ROM 如圖 1 所示。通過數(shù)據(jù)提高余弦濾波器的相位變化。如果數(shù)據(jù)位等于 1，升余弦是正常的，沒有任何相位變化。如果數(shù)據(jù)位等于 0（通常等于 -1，但我們選擇 like 是因?yàn)樗菀祝?，升余弦與 180 度相位變化相反。這個(gè)升余弦轉(zhuǎn)到他們的地址（如圖 1 所示）。最后，它們彼此相加并進(jìn)入天線。

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