短波宽带数字接收机信道化处理技术应用及研究

论文摘要

软件无线电的思想是尽可能把宽带ADC和DAC靠近天线,将无线电的各种功能用尽可能多的软件在一个开放性、通用性、模块化的硬件平台上完成。短波宽带侦测一体化,实时性要求高,数据处理量大,参数指标多变,需要高效灵活,适应能力强的接收机,以适应电子侦查的需求。基于多相滤波的数字信道化接收机是目前软件无线电接收机中较好的解决方案,在实现全概率截获的情况下,还能明显降低复杂度,提高实时处理能力。本文在这样的背景下,结合具体的研究项目,对基于多相滤波的数字信道化处理技术的基本理论和硬件实现进行了系统的研究。主要内容为:首先,着重介绍了数字下变频和多相滤波的基本理论,以及基于多相滤波的理论的一些算法演变,这些理论是后续各章工作的理论基础。接着,根据项目的具体指标要求,对数字信道化的硬件实现进行了研究分析,提出了技术难点和解决途径,具体讨论了在本项目数字信道化实现过程中,低通滤波和多相滤波结构的实现方法,并结合选用的硬件平台,给出了数字信道化具体的具体方案。最后,对上述研究进行总结,并提出了今后的研究方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 软件无线电概述
• 1.1.1 软件无线电简介
• 1.1.2 软件无线电在电子战中的应用
• 1.2 电子侦察与短波通信概述
• 1.2.1 电子侦察环境及接收机性能需求和对比
• 1.2.2 短波通信概述
• 1.3 项目背景及论文内容
• 第二章 基于多相滤波的数字信道化接收理论
• 2.1 多相滤波下变频的原理及意义
• 2.1.1 传统数字下变频结构
• 2.1.2 多相结构
• 2.1.3 宽带DDC 的高效实现结构
• 2.2 宽带数字信道化接收机
• 2.2.1 滤波器组信道化接收机系统原理结构
• 2.2.2 信道化接收机的均匀DFT 滤波器结构
• 第三章 短波宽带信道化数字接收机系统介绍
• 3.1 系统方案介绍
• 3.2 系统硬件介绍
• 3.2.1 器件的选择
• 3.2.2 数字信号处理平台介绍
• 3.3 信道化处理的指标需求及可行分析
• 3.4 FPGA 内实现数字信道化的分析
• 3.4.1 实现可行性分析
• 3.4.2 关键技术解决方案
• 第四章 多相滤波信道化在硬件上的设计与实现
• 4.1 FPGA 设计的基本原则和技巧
• 4.1.1 速度与面积平衡和互换原则
• 4.1.2 硬件原则
• 4.1.3 系统原则
• 4.1.4 同步原则
• 4.1.5 FPGA 设计的基本技巧
• 4.2 FPGA 开发环境和系统主要功能模块介绍
• 4.2.1 FPGA 开发环境介绍
• 4.2.2 系统主要功能模块介绍
• 4.3 预处理单元的设计与实现
• 4.3.1 预处理单元的流程、功能与结构介绍
• 4.3.2 DDS 模块
• 4.3.3 低通滤波器模块
• 4.3.4 预处理模块中的截位处理
• 4.3.5 预处理模块中的总体资源消耗
• 4.4 多相滤波结构的设计与实现
• 4.4.1 多相滤波在FPGA 中的设计思路与实现结构
• 4.4.2 FIR 滤波器运算结构的设计
• 4.4.3 数据缓存的设计
• 4.4.4 多相滤波结构的资源消耗分析
• 4.5 FFT 模块的设计与实现
• 4.5.1 FFT 核介绍
• 4.5.2 FFT 模块的实现
• 4.6 第一级多相滤波信道化同步设计的时序调整
• 4.7 FPGA 与DSP 接口设计
• 4.8 第一级多相滤波信道化的资源消耗计算
• 第五章 系统测试及分析
• 5.1 测试方法及条件
• 5.1.1 测试条件
• 5.1.2 测试方法
• 5.1.3 测试结果
• 5.2 系统实用性分析与小结
• 第六章 全文总结
• 致谢
• 参考文献