基于ZedBoard的QPSK數字解調和以太網傳輸設計實現.pdf

1、QPSK調制和相干解調具有頻譜利用率高,抗干擾能力強等顯著的優(yōu)點,是現代通信領域重要的調制解調方法,在衛(wèi)星及移動通信中廣泛的應用。通過對QPSK數字解調的原理以及Xilinx嵌入式技術開發(fā)的研究,本文實現了基于ZedBoard的QPSK數字解調和以太網傳輸的設計。該設計充分利用ZedBoard平臺主芯片Zynq-7000 AP SoC集28nm7系列FPGA與雙核Cortex ARM A9于一體的異構多核處理器優(yōu)勢,在Zynq的可編程邏

2、輯(PL)端完成載波70MHz QPSK數字信號采集和相干解調、解調后基帶信號在ARM處理器(PS)端采用RTP實時傳輸協(xié)議進行以太網傳輸。論文研究內容主要包括以下幾個方面:
　　對Xilinx Zynq平臺的配置與啟動進行研究,在ZedBoard中移植了Linux操作系統(tǒng),并且建立了對應Linux系統(tǒng)版本的交叉編譯工具鏈,成功的在ZedBoard平臺中移植了RTP協(xié)議實時傳輸所需的jrtplib-3.7.1庫和jthread-1

3、.2.1庫,以及設計了本文的軟硬件協(xié)同設計開發(fā)流程,為本文設計方案的實施作充分的準備。
　　結合QPSK數字解調的基本原理,設計了基于ZedBoard的QPSK數字解調和以太網傳輸的系統(tǒng)框圖,以及根據解調的實際需要選擇了ADI公司的AD9467 FMC子板作為數字信號采集板,設計了采集控制IP核。在MATLAB/Simulink中完成了解調算法的仿真,利用Xilinx System Generator for DSP工具實現算法仿

4、真到Verilog HDL硬件描述語言的轉換,最終將解調算法封裝成Xilinx嵌入式系統(tǒng)EDK工程中的算法IP核,并且將算法IP核和采集控制IP核以及Zynq的ARM處理器相連,編寫相應的驅動程序,搭建了整個設計的硬件平臺。
　　本文針對載波70MHz帶寬10MHz的QPSK調制信號情況在System Generator中搭建了Costas環(huán)數字解調模型,詳細的介紹了數控振蕩器(NCO)、環(huán)路濾波器(LF)和低通濾波器的設計及參數

5、設置。設計了Linux系統(tǒng)下RTP實時傳輸流程,編寫了Linux系統(tǒng)下RTP實時傳輸應用程序。最后,完成對Zynq的PS端控制AD子板進行70MHz中頻信號采集的性能測試,和RTP協(xié)議以太網實時傳輸的性能測試,以及分別設置不同的QPSK信號的載波頻率與本地NCO產生信號的頻差進行Costas環(huán)相干解調仿真測試,給出了仿真測試結果。
　　仿真測試結果表明,本文的設計的基于ZedBoard的QPSK數字解調和以太網傳輸方案的正確性和可