论文摘要
理想的软件无线电要求在天线处进行数字化,这就对后端的数字信号处理(DSP)器件运算速度要求很高,所以减少运算量是当前软件无线电设计中重点考虑的一个方面。软件无线电应用于电子战最主要的特点是频段宽,待处理的信号种类多,而且是处于被动接收的条件下工作。所以,必须要研究开发一种工作频段宽,波形适应能力强,可扩展性好的接收机。基于多相滤波的数字信道化接收机是目前的软件无线电接收机中较好的解决方案,在实现宽带全概率截获的情况下,能够明显降低复杂度,提高实时信号处理能力。本文在这样的背景下,结合具体的预研项目,对宽带数字下变频(DDC)中数字滤波器的设计和基于多相滤波的数字信道化处理进行了系统的研究。主要内容为:1.首先重点研究了中频数字接收机的基本理论,包括信号采样理论、数字下变频技术、基于软件无线电的几种常用接收机结构和基于多相滤波的信道化处理基本原理。2.结合软件无线电理论和实际工程的要求,充分了解系统工作环境,从系统背景、系统指标、数据存储量、运算量等方面分析系统需求,从优化算法、精简运算量、提高性价比等角度出发独立设计了多相信道化系统方案,确定了A/D采样率及主要芯片选型,完成了原理图设计,从硬件角度给出了系统电源等等需要注意的设计要点。3.然后详细介绍了数字下变频和基于多相滤波的信道化处理的MATLAB算法仿真及FPGA内部程序设计,对系统的实现进行了功能性分析,并作了详细的模块化设计及时序仿真。在数字下变频部分中,提出了一种同时实现抽取滤波的FIR滤波器高效设计方法——时钟选择运算法。这种方法与对称法、时分复用结合使用,大大减少了资源消耗。4.最后给出了系统功能测试结果,并分析了实验结果,验证了本方案的正确可行性。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 引言1.2 软件无线电的发展现状1.2.1 国内外的发展现状1.2.2 软件无线电在电子战中的发展和应用1.3 中频数字接收机概述1.4 课题背景及主要工作简介1.4.1 课题背景1.4.2 本文的主要工作第二章 中频数字接收机基本理论及模型2.1 信号采样理论2.1.1 低通采样定理——Nyquist 采样定理2.1.2 带通采样定理2.1.3 A/D 转换技术2.2 数字下变频（DDC）技术2.2.1 数字控制振荡器（NCO）2.2.2 整数倍抽取2.2.3 数字滤波器设计2.3 软件无线电接收机数学模型2.3.1 单通道软件无线电接收机2.3.2 并行多通道软件无线电接收机2.3.3 多相滤波器组信道化接收机2.4 多相滤波器组信道化接收机理论2.4.1 多相滤波原理及意义2.4.2 数字滤波器组与信道化基本概念2.4.3 基于多相滤波的信道化接收机数学模型推导及意义第三章 基于FPGA 的信道化接收机系统方案设计3.1 系统方案设计3.1.1 系统指标及分析3.1.2 系统总体框图及工作流程3.1.3 两种合理方案的比较与选择3.2 主要器件选型3.2.1 A/D 芯片选型3.2.2 FPGA 芯片选型3.2.3 基于CPCI 总线的数据输出接口方案3.3 系统硬件原理图设计要点3.3.1 系统电源设计3.3.2 系统时钟设计3.3.3 FPGA 引脚区域划分第四章 数字下变频和多相信道化的仿真及FPGA 程序设计4.1 FPGA 设计基本原则4.2 宽带数字下变频仿真及FPGA 实现4.2.1 宽带DDC 仿真分析4.2.2 DDC 的FPGA 程序设计4.3 多相信道化仿真及FPGA 实现4.3.1 多相信道化仿真分析4.3.2 多相信道化的FPGA 程序设计第五章 系统功能测试及分析5.1 FPGA 系统资源使用情况5.2 数字下变频的功能测试5.3 多相信道化的功能测试第六章 全文总结致谢参考文献攻硕期间取得的研究成果
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