【正文】 關資料的基礎上，熟悉和研究抽取器的實現(xiàn)理論和各種實現(xiàn)結構，特別是其中各類抽取濾波器的結構、優(yōu)缺點、實現(xiàn)方式等。 論文主要研究內容本論文所研究的抽取器，是軟件無線電系統(tǒng)的重要組成部分。2020 年 3 月，美國 FCC(美聯(lián)邦通信委員會)聽取了關于建立軟件無線電法規(guī)方面的意見。在軟件無線電的標準化方面，1996 年 3 月設立的 SDR 協(xié)會(軟件定義的無線電協(xié)會，原 MMITS 協(xié)會)目前的活動仍很活躍。1998 年 7 月，我國向 ITU 提交的第三代移動通信提案 TDSCDMA 中就采用了軟件無線電技術。而我國在 1996 年 10 月將軟件無線電正式列入了國家 863 高技術計劃通信主題的研究項目。韓國的 KEES（Korea Elecbomagletic EngZneellng Socjety）成立了軟件無線電工作室。電子情報通信學會也成立了軟件無線電研究會。2020 年 6 月，Motorola 公司公布它己著浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文2手研制用于蜂窩通信的軟件無線電終端。在民用方面 [2]，美國 800/900MHz 的專用移動無線電(SMR)系統(tǒng)采用了軟件無線電技術。1990 年 8 月，美國國防部與 Hazeltine 公司簽訂合約，開始研制 Speakeasy軟件無線電系統(tǒng)第一期工程 [4]，1994 年 8 月 Speakeasy I 型樣機研制成功并進行了技術演示。 國內外在該領域的研究現(xiàn)狀及分析軟件無線電被稱為是繼模擬通信到數(shù)字通信，固定通信到移動通信之后的第三次技術革命，使從硬件無線通信到軟件無線通信的革命。如此，減少了抽樣點數(shù)，大大減少了后續(xù) DSP對信號進行處理的負擔。這樣勢必導致 ADC 后的數(shù)據(jù)速率很高，帶來的問題就是后續(xù)DSP、FPGA 等器件的處理速度跟不上，特別是對有些同步解調算法，如果其數(shù)據(jù)吞吐率太高是很難滿足實時性要求，所以有必要對數(shù)據(jù)流進行降速處理 [3]。浙江工業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文1 研究的目的與意義上文已經(jīng)提到，當前通信標準繁多，各電臺工作頻率從幾十 KHz 到幾十GHz 不一。而 AD 之后的數(shù)據(jù)速率往往過高，無法滿足后續(xù)實時處理的需求，這就要求我們提出一種降低數(shù)據(jù)速率而又不損失有用信息的解決方案。軟件無線電的完整概念和結構體系是由 MITRE 公司的美國科學家 Joseph Mitola 于 1992 年 5 月在 NTC（National Telesysems Conference，美國電信系統(tǒng)會議）上明確提出 [1]其核心思想是：構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，將各種功能，如工作頻段、調制解調類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來完成，并使寬帶 A/D 和 D/A 轉換器盡可能的靠近天線，以研制出具有高靈活性和開放性的新一代無線通信系統(tǒng)。模擬體制與數(shù)字體制共存，TDMA 體制和 CDMA 體制并存。為了保證不同設備之間的互通性，使軍種間更高效可靠的協(xié)同通信，美國軍方展開了對三軍通用無線電臺的研制，并制定了發(fā)展計劃和目標。軟件無線電最初起源于軍事研究。它是針對無線通信領域現(xiàn)存的一些問題而提出的，如：多種通信體系并存，頻率資源緊張，多種標準競爭等。 本文完整地完成了抽取器的設計和實現(xiàn)過程，從理論到實際硬件一步步驗證了FPGA技術應用于抽取器的可行性及靈活性。在此基礎上，采用Quartus II 開發(fā)系統(tǒng)設計了抽取器各個模塊，通過波形仿真驗證了其正確性?；?FPGA 技術的抽取器設計與實現(xiàn) 摘 要軟件無線電是未來通信的發(fā)展方向，而作為其重要組成部分之一的抽取器，將難以實時處理的高速數(shù)據(jù)流變?yōu)榈退俾市盘?，使軟件無線電的實現(xiàn)成為可能?；诔槿∑鞯幕驹恚疚难芯亢头治隽硕喾N數(shù)字濾波器及抽取結構，并用MATLAB進行仿真，從而確定了本設計所采用的抽取器結構。最后，采用系統(tǒng)硬件平臺將程序寫入FPGA芯片，利用示波器和頻譜分析儀對設計的抽取器進行了頻域和時域性能分析。關鍵詞：抽取器，數(shù)字濾波器，軟件無線電，MATLAB，VHDL， FPGAITHE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF DECIMATOR BASED ON FPGAABSTRACTSoftware radio is regarded as the developing direction of munication in future, and as one part of this, decimator change the high rate dataflow to a lower one, which meets the require of realtime processing and makes software radio e true.Based on the theories of decimation, this dissertation analyses kinds of digital filters and decimation structures. With the MATLAB simulation, it determines the final structure of decimator. According to this, every module of this decimator is designed on Quartus II developing system, which is proved correct by wave simulation. At last, this design of the decimator is implemented on FPGA hardware platform, and tested by oscilloscope and spectrum analyzer.This dissertation plete all the steps of the design and implement of decimator, and prove the possibility and flexibility of using FPGA to realize decimator both in theory and in practice.Key Words: Decimation，Digital Filter，Software Radio，MATLAB，VHDL，F(xiàn)PGAII目錄摘 要 .....................................................................................................................................................IABSTRACT .......................................................................................................................................II目錄 ....................................................................................................................................................III圖列 .....................................................................................................................................................V表列 ....................................................................................................................................................VI第 1 章 緒論 ..................................................................................................................................1 課題的來源及背景 ..............................................................................................................1 研究的目的與意義 ..............................................................................................................2 國內外在該領域的研究現(xiàn)狀及分析 ..................................................................................2 論文主要研究內容 ..............................................................................................................3 本章小結 ..............................................................................................................................4第 2 章 抽取器理論研究及 MATLAB 仿真實現(xiàn) .......................................................................5 抽取的基本原理 ..................................................................................................................5 整數(shù)倍抽取 ........................................................................................................................5 分數(shù)倍抽取 ........................................................................................................................8 數(shù)字濾波器 ..........................................................................................................................8 FIR 低通濾波器 ..................................................................................................................8 半帶濾波器 ......................................................................................................................12 積分梳狀濾波器 ..............................................................................................................14 ISOP 補償濾波器 ..............................................................................................................16 抽取器實現(xiàn)結構 ................................................................................................................18 多相結構 ..........................................................................................................................18 多級抽取 ..........................................................................................................................20 整體系統(tǒng)設計及仿真 ...................................................