基于滤波器组的短波信道化技术研究、设计与实现

论文摘要

本文致力于短波信道化技术的研究、设计与实现,主要包括适用于星座类信号（MPSK/QAM）的DFT滤波器组、适用于MFSK类信号的余弦调制滤波器组和相应的基于DCT-IV的高效算法等内容。本文工作是作者所在实验室承担的某重点大型工程项目的一部分。本文的主要工作和取得的成果概括如下:1.深入研究了基于DFT滤波器组的零中频复信号信道化技术,在此基础上完成了针对宽带短波星座类信号信道化处理的设计与实现。仿真和实验结果证实了算法的正确性和可行性。2.完成了一个基于FPGA的128路DFT滤波器组信道化模块的设计与实现。该模块中提出并采用了一种分时复用FIR滤波的设计,节省了大量芯片资源。3.深入研究了基于余弦调制滤波器组的实信号信道化技术。文中给出了该算法的基于DCT-IV的多相滤波结构的推导,给出了一种DCT-IV的快速算法,并指出了MFSK多路并行接收时应该注意的频谱倒置问题。该信道化技术适用于多路MFSK类信号并行接收,具有重要应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 滤波器组的发展及应用
• 1.3 信道化的研究现状
• 1.4 本文的主要工作及内容安排
• 第二章 滤波器组和信道化的基本理论
• 2.1 滤波器组的基本理论
• 2.1.1 带通信号的整数倍抽取
• 2.1.2 内插
• 2.1.3 多相分解
• 2.2 信道化
• 2.2.1 基于DFT 滤波器组的复信号信道化
• 2.2.2 基于余弦调制滤波器组的实信号信道化
• 2.3 小结
• 第三章 基于DFT 滤波器组的信道化技术及FPGA 实现
• 3.1 引言
• 3.2 DFT 滤波器组的多相结构
• 3.3 短波零中频宽带复信号信道化仿真实验
• 3.3.1 原型滤波器及DFT 滤波器组设计
• 3.3.2 针对仿真信号进行信道化测试
• 3.3.3 针对实际采集的短波信号进行信道化测试
• 3.3.4 动态范围和数据精度分析
• 3.4 基于DFT 滤波器组的信道化的FPGA 实现
• 3.4.1 FIFO
• 3.4.2 多相滤波模块
• 3.4.3 FFT 模块
• 3.4.4 整体测试结果
• 3.5 小结
• 第四章 基于余弦调制滤波器组的信道化技术
• 4.1 引言
• 4.2 余弦调制滤波器组
• 4.3 余弦调制滤波器组的高效多相结构
• 4.3.1 基于2M 点IDFT 的多相结构
• 4.3.2 基于余弦调制矩阵T 的多相结构
• 4.3.3 基于DCT-IV 的多相结构
• 4.4 DCT-IV 快速算法
• 4.4.1 基于DFT 及DCT-II 的DCT-IV 算法
• 4.4.2 直接计算DCT-IV 的高效算法
• 4.5 短波宽带实信号信道化仿真实验
• 4.5.1 原型滤波器及余弦调制滤波器组设计
• 4.5.2 针对仿真信号进行信道化测试
• 4.5.3 针对实际采集的短波信号进行信道化测试
• 4.6 两种信道化算法复杂度分析
• 4.7 小结
• 结束语
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢