DBF基帶數(shù)據(jù)模擬器的設(shè)計(jì)與研制的開題報(bào)告

DBF基帶數(shù)據(jù)模擬器的設(shè)計(jì)與研制的開題報(bào)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(hào)處理技術(shù)，在無線通信、雷達(dá)和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。DBF技術(shù)通過單個(gè)天線接收到的同步信號(hào)經(jīng)過時(shí)空處理來提高性能。而對(duì)于DBF技術(shù)的設(shè)計(jì)和研制，需要進(jìn)行大量的仿真和實(shí)驗(yàn)，其中基帶數(shù)據(jù)模擬器是一個(gè)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(hào)，這些信號(hào)實(shí)際上是可以從仿真軟件或?qū)嶒?yàn)中獲得的，該設(shè)備可以通過對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，提供類真實(shí)的DBF實(shí)驗(yàn)環(huán)境，這可以大大降低DBF系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本。同時(shí)，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(duì)不同場景進(jìn)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(duì)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(jì)與研制方案。具體研究內(nèi)容包括：1.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)生成及處理算法。選用MATLAB進(jìn)行算法編程，生成數(shù)字信號(hào)。通過FPGA硬件板塊實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的處理算法，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并經(jīng)過機(jī)械、電氣等處理后輸出為類真實(shí)的數(shù)字信號(hào)。2.設(shè)計(jì)數(shù)字信號(hào)采集模塊。選用高速ADC采集模塊進(jìn)行數(shù)字信號(hào)采集，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸入到FPGA硬件板塊，方便數(shù)字信號(hào)進(jìn)一步處理。3.設(shè)計(jì)PC與FPGA之間的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議：選用DMA技術(shù)實(shí)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(dá)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(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理算法，選用高速ADC采集模塊對(duì)基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過PCIe總線實(shí)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(yùn)行效率。三、預(yù)期成果1.設(shè)計(jì)實(shí)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(jì)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(jì)的基帶數(shù)據(jù)模擬器，可對(duì)不同的DBF算法、方案進(jìn)行性能測試并進(jìn)行交叉驗(yàn)證，使得測試結(jié)果具有較高的可靠性。四、進(jìn)度安排1.階段一：文獻(xiàn)調(diào)研和算法設(shè)計(jì)，時(shí)間：1個(gè)月。2.階段二：硬件設(shè)計(jì)，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(jì)調(diào)試等工作，時(shí)間：3個(gè)月。3.階段三：軟件設(shè)計(jì)，完成數(shù)字信號(hào)生成與處理算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，利用DMA技術(shù)實(shí)現(xiàn)PC-FPGA之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，建立GUI界面，做出可運(yùn)行的實(shí)際樣品，時(shí)間：4個(gè)月。4.階段四：測試驗(yàn)收，完善系統(tǒng)功能，并進(jìn)行預(yù)研試驗(yàn)，進(jìn)行驗(yàn)收測試，時(shí)間：2個(gè)月。五、考核指標(biāo)1.設(shè)計(jì)實(shí)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