噪声抵消相关器的研究

论文摘要

论文研究了超短波跳频电台中的变频技术和基于自适应滤波器的噪声抵消相关器。首先,简要介绍了跳频电台和软件无线电的思想;然后,着重研究了跳频通信系统中的数字变频技术和噪声抵消相关器。在数字变频技术部分,研究了数控振荡器和数字滤波器的理论基础,通过仿真得出符合系统要求的滤波器参数,并实现了数字上变频的FPGA设计,在硬件平台上完成了各个模块的设计和验证。在噪声抵消相关器部分,提出了一种在低信噪比(SNR)条件下改进相关峰性能的方法,即利用自适应抵消器,对下变频输出的I、Q信号进行滤波,得到信号中夹杂的噪声的近似值,然后用I、Q信号减去噪声近似值,将差值作为相关器的输入,通过相关器进行运算,从而改善相关峰的性能。通过Matlab仿真对该方法的性能进行了验证,同时也给出了该方法的FPGA设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 通信系统的一般概念
• 1.1.1 通信系统的组成
• 1.1.2 模拟通信系统与数字通信系统
• 1.2 跳频通信概述
• 1.3 跳频系统的同步
• 1.4 软件无线电概述及其基本机构
• 1.4.1 软件无线电概述
• 1.4.2 软件无线电的基本结构
• 1.5 软件无线电中FPGA的应用
• 1.5.1 FPGA简介
• 1.5.2 用FPGA实现数字信号处理的特点
• 1.6 所做工作和本文的章节安排
• 第二章 噪声抵消相关器的研究
• 2.1 相关器
• 2.1.1 CPM调制
• 2.1.2 差分相位相关原理
• 2.1.3 绝对相位相关原理
• 2.2 自适应滤波器
• 2.2.1 自适应滤波器的基本概念
• 2.2.2 自适应滤波器理论与算法
• 2.2.3 WIDROW-HOFF LMS算法
• 2.3 自适应抵消器
• 2.4 改进的自适应抵消器
• 2.5 噪声抵消相关器的研究
• 2.6 仿真结果
• 第三章 变频技术的理论基础
• 3.1 引言
• 3.2 抽样定理和数字滤波器
• 3.2.1 抽样定理
• 3.2.2 数字滤波器的基本理论
• 3.3 数字变频技术
• 第四章 变频器及噪声抵消相关器的设计
• 4.1 软件开发环境与硬件语言
• 4.1.1 软件开发环境—QUARTUSII简介
• 4.1.2 硬件语言—VHDL简介
• 4.2 FPGA设计中需要注意的方面
• 4.2.1 全局时钟
• 4.2.2 门控时钟
• 4.2.3 多级逻辑时钟
• 4.2.4 多时钟系统
• 4.2.5 建立时间和保持时间
• 4.3 数字变频器的FPGA设计
• 4.3.1 硬件实现中的量化效应
• 4.3.2 数字变频器的设计实现
• 4.4 噪声抵消相关器的FPGA设计
• 4.4.1 运算周期与时钟周期
• 4.4.2 时序电路的设计
• 4.4.3 自适应抵消器的设计
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果