DBF基帶數(shù)據(jù)模擬器的設(shè)計與研制的開題報告

DBF基帶數(shù)據(jù)模擬器的設(shè)計與研制的開題報告一、選題背景及意義DBF（DigitalBeamforming）技術(shù)是一種常用的多天線信號處理技術(shù)，在無線通信、雷達和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。DBF技術(shù)通過單個天線接收到的同步信號經(jīng)過時空處理來提高性能。而對于DBF技術(shù)的設(shè)計和研制，需要進行大量的仿真和實驗，其中基帶數(shù)據(jù)模擬器是一個非常關(guān)鍵的測試工具?；鶐?shù)據(jù)模擬器可以產(chǎn)生不同天線接收到的數(shù)字信號，這些信號實際上是可以從仿真軟件或?qū)嶒炛蝎@得的，該設(shè)備可以通過對數(shù)字信號進行處理，提供類真實的DBF實驗環(huán)境，這可以大大降低DBF系統(tǒng)的設(shè)計成本。同時，通過該設(shè)備可以方便地測試各種處理算法的性能，并針對不同場景進行參數(shù)優(yōu)化，提高DBF系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。二、研究內(nèi)容及研究方法針對目前市場上存在的基帶數(shù)據(jù)模擬器在效率和精度方面存在不足的情況，本文研究了一種新型的基帶數(shù)據(jù)模擬器設(shè)計與研制方案。具體研究內(nèi)容包括：1.設(shè)計并實現(xiàn)數(shù)字信號生成及處理算法。選用MATLAB進行算法編程，生成數(shù)字信號。通過FPGA硬件板塊實現(xiàn)數(shù)字信號的處理算法，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并經(jīng)過機械、電氣等處理后輸出為類真實的數(shù)字信號。2.設(shè)計數(shù)字信號采集模塊。選用高速ADC采集模塊進行數(shù)字信號采集，并將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入到FPGA硬件板塊，方便數(shù)字信號進一步處理。3.設(shè)計PC與FPGA之間的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議：選用DMA技術(shù)實現(xiàn)無CPU直接訪問PC內(nèi)存，將性能瓶頸轉(zhuǎn)移到其他硬件組件上，以達到提高數(shù)據(jù)傳輸效率的目的。本文采用MATLAB與FPGA硬件板塊實現(xiàn)數(shù)字信號處理算法，選用高速ADC采集模塊對基帶數(shù)據(jù)進行采集，通過PCIe總線實現(xiàn)PC與FPGA的數(shù)據(jù)傳輸。該方案不但能夠保證基帶數(shù)據(jù)模擬器的數(shù)據(jù)精度，也可以大大提高模擬器的運行效率。三、預(yù)期成果1.設(shè)計實現(xiàn)一種基于MATLAB與FPGA硬件板塊的DBF基帶數(shù)據(jù)模擬器。2.所設(shè)計的基帶數(shù)據(jù)模擬器能夠通過各種自定義參數(shù)組合，滿足不同應(yīng)用場景下的DBF測試要求。3.利用所設(shè)計的基帶數(shù)據(jù)模擬器，可對不同的DBF算法、方案進行性能測試并進行交叉驗證，使得測試結(jié)果具有較高的可靠性。四、進度安排1.階段一：文獻調(diào)研和算法設(shè)計，時間：1個月。2.階段二：硬件設(shè)計，完成FPGA硬件模塊的開發(fā)，選型高速ADC采集模塊，建立向PC的傳輸通道，完成硬件設(shè)計調(diào)試等工作，時間：3個月。3.階段三：軟件設(shè)計，完成數(shù)字信號生成與處理算法的設(shè)計與實現(xiàn)，利用DMA技術(shù)實現(xiàn)PC-FPGA之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，建立GUI界面，做出可運行的實際樣品，時間：4個月。4.階段四：測試驗收，完善系統(tǒng)功能，并進行預(yù)研試驗，進行驗收測試，時間：2個月。五、考核指標1.設(shè)計實現(xiàn)的基帶數(shù)據(jù)模擬器的精度和效率能夠符合預(yù)期要求。2.能夠快速根據(jù)參數(shù)組合，滿足不同場景下DB