數位式波束成形接收機硬體架構之研究與設計 賴曉輝、黃其泮
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摘 要
本論文主要對數位式波束接收機硬體架構之研究與設計，波束成形接收機是由一組陣列天線所構成，它使我們能在無線電 環境中達成空間多重存取(SPACE DIVISION MULTIPLE ACCESS, SDMA)。透過適應處理器偵測每一個訊號源所抵達的 入射角度(DIRECTION OF ARRIVAL,DOA)，估測出最佳權重向量，使環境空間中產生多指向的波束，因此適應波束成形 能增加系統通訊容量。空間多重存取(SDMA)主要的技術之一是智慧型天線，智慧型天線可以改善下列幾點：(1)增加頻譜 使用率和系統的容量(2)減少多重路徑的干擾(3)消除同頻的干擾(4)範圍的擴大。 本文中介紹使用帶通取樣法(BAND-PASS SAMPLING)在中頻取樣的軟體無線電架構，我們完成使一台電腦同時能控制多組數位降頻器的控制軟體和介面電路，控 制軟體是由BCB(BORLAND C++ BUILDER)所寫成視窗介面軟體，包含三個視窗介面：詳見任一組的控制參數介面、同 時監控十八組數位降頻器預降頻率大小介面和微調介面。介面電路上有8 BITS 調址器共有256 位址可使用，來達到控制多 組數位降頻器的目的。以高階硬體語言(VHDL)來描述DBF(DIGITAL BEAMFORMING)電路，再以XILINX 4036-3 晶片完 成DBF 實現。
關鍵詞 : 波束成形、數位降頻器，帶通訊號取樣、數位式接收機 目錄
第一章 緒論--P1 1.1 數位式波束成形接收機簡介--P 1 1.2 研究背景--P 4 1.3 研究動機--P5 1.4 論文架構--P 5 第二章 取樣原 理--P 7 2.1 取樣原理--P 7 2.2 低通訊號取樣(SAMPLING LOW-PASS SIGNAL) --P 13 2.3 帶通訊號取樣(BANDPASS
SAMPLING) --P 15 2.4 HI5767 介紹--P 22 第三章 數位降頻器分析--P 27 3.1 前言--P 27 3.2 正交(QUADRATURE )取樣--P30 3.3 數位升頻器--P31 3.4 數位降頻器--P38 3.5 數位式降頻模組--P46 3.6 介面軟體--P48 3.7 介面電路--P51 第四章 DBF 之實 作--P55 4.1 DBF 特色--P55 4.2 功能--P56 4.3 實作方法--P58 第五章 模擬與實際量測--P61 5.1 模擬--P61 5.2 實際量測--P70 第 六章 結論與未來展望--P75 6.1 結論--P75 6.2 未來展望--P76 參 考 文 獻--P78
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