随着信号处理技术的进步和电子技术的发展,雷达信号侦察接收机逐渐从模拟体制向数字体制转变。软件无线电概念的提出,促使雷达侦察接收机朝大带宽、全截获方向发展,现有的串行信号处理体制已经很难满足系统要求。FPGA器件的出现,为实现宽带雷达信号侦察数字接收机提供了硬件支持。 本文结合FPGA芯片特点,在前人研究基础上,从算法和硬件实现两方面,对雷达信号侦察数字接收机若干关键技术进行了研究和创新,主要研究内容包括以下几个方面。 1)给出了基于QuartusII/Matlab和ISE/ModelSim/Matlab的两种FPGA设计联合仿真技术。这种联合仿真技术,大大提高了基于FPGA的雷达信号侦察数字接收机的设计效率。 2)给出了一种基于FFT/IFFT的宽带数字正交变换算法,并将该算法在FPGA中进行了硬件实现,设计可对600MHz带宽内的输入信号进行实时正交变换。 3)提出了一种全并行结构FFT的FPGA实现方案,并将其在FPGA芯片中进行了硬件实现,设计能够在一个时钟周期内完成32点并行FFT运算,满足了数字信道化接收机对数据处理速度的要求。 4)提出了一种自相关信号检测FPGA实现方案,通过改变FIFO长度改变自相关运算点数,实现了弱信号检测。提出通过二次门限处理来消除检测脉冲中的毛刺和凹陷,降低了虚警概率,提高了检测结果的可靠性。 5)在单通道自相关信号检测算法基础上,提出采用三路并行检测,每路采用不同的相关点数和检测门限,再综合考虑三路检测结果,得到最终检测结果。给出了算法FPGA实现过程,并对设计进行了联合时序仿真,提高了检测性能。 6)给出了一种利用FFT变换后的两根最大谱线进行插值的快速高精度频率估计方法,并将该算法在FPGA硬件中进行了实现。通过利用FFT运算后的实/虚部最大值进行插值,降低了硬件资源消耗、缩短了运算延迟。 7)结合4)、5)、6)中的研究成果,完成了对雷达脉冲信号到达时间、终止时间、脉冲宽度和脉冲频率的估计,最终在一块FPGA芯片内实现了一个精简的雷达信号侦察数字接收机,并在微波暗室中进行了测试。
上传时间: 2013-06-13
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软件无线电(SDR)
上传时间: 2013-06-13
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直接数字频率合成(DDS)技术采用全数字的合成方法,所产生的信号具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出相位噪声低和可以产生任意波形等诸多优点。 在理论上对DDS的原理及其输出信号的性能进行了分析,采用FPGA实现了任意波形发生器,能够产生三角波、锯齿波、调频波、调相波、调幅波和碎发等十几种波形,并能通过串行口下载任意波形。在设计频率调制电路时采用了频率字运算单元和相位累加器相结合的结构,该方法既可实现宽带线性调频,又可实现非线性调频。完成了软件和硬件的设计和调试。对实验样机进行了测试,结果表明性能指标达到了设计要求。
上传时间: 2013-05-26
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在中、大规模电子系统的设计中,系统地综合运用信号完整性技术可以 带来很多好处,如缩短研发周期、降低产品成本、降低研发成本、提高产品性能 、提高产品可靠性。 数字电路在具有逻辑电路功能的同时,也具有丰富的模拟特性,电路设 计工程师需要通过精确测定、或估算各种噪声的幅度及其时域变化,将电路抗干 扰能力精确分配给各种噪声,经过精心设计和权衡,控制总噪声不超过电路的抗 干扰能力,保证产品性能的可靠实现。
上传时间: 2013-05-18
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数字信号处理与噪音抑制Advanced Digital Signal Processing and Noise Reduction,这个是第二版。
标签: 数字信号处理
上传时间: 2013-04-24
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雷达信号模拟技术和现代雷达技术的发展息息相关。雷达信号模拟设备可以仿真出各种符合实验要求的目标信号来,直接注入雷达来对雷达进行试验,极大的方便了雷达的设计与调试。 本课题主要研究利用FPGA实现线性调频脉冲压缩雷达目标信号的模拟。全文的内容如下: 首先详细阐述了线性调频(LFM)脉冲压缩雷达脉冲压缩原理,分析了线性调频脉冲信号的特点,讨论和比较了匹配滤波数字实现的两种算法:时域实现和频域实现。 其次在对常用雷达信号模拟方法探讨的基础上,提出基于FPGA的线性调频脉冲压缩雷达目标视频信号模拟器的系统设计,对点目标、多目标和延展目标等情况下的目标信号进行建模,针对设定目标参数完成了目标信号的波形仿真,并完成基于频域实现方法的线性调频脉冲压缩雷达数字匹配滤波算法的设计及仿真。 最后,在Quartus Ⅱ 6.0平台上,完成模拟器中脉冲压缩等信号处理部分基于Verilog HDL 语言的软件设计及功能、时序仿真,并完成了相关硬件的设计。
上传时间: 2013-07-13
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软件无线电技术作为一种新的通信技术,其基本思想是构造一个通用硬件平台,使宽带A/D,D/A尽量靠近天线,在数字域完成信号处理,通过选用不同软件模块即可实现不同的通信功能,这样大大缩短了电台的研发周期。该技术在通信(尤其是在移动通信)领域有着迫切的需求和广阔的应用前景。 本文阐述了软件无线电的基础理论,对信号采样理论、多速率信号处理技术、高效数字滤波器、数字正交变换理论进行了分析和研究。从目前器件发展水平和实验研究条件出发,设计了一个基于FPGA的软件无线电通信平台。设计采用了中频数字化处理的硬件平台结构,选用Altera Cyclone系列FPGA作为信号处理和总体控制配置的核心,并结合专用通信芯片,数字上变频器AD9856和数字下变频器AD6654来实现该平台。采用VHDL和Verilog HDL语言对时分复用模块、信道编解码模块、调制解调模块等进行了模块化设计,并对电路板设计过程中系统的配置和控制、无源滤波器设计、阻抗匹配电路设计等问题进行了详细的讨论,最后对印制电路板进行测试和调试,获得了预期的效果。 本文给出的设计方案,大大简化了数字通信系统的硬件设备,具有较强的通用性和灵活性,通过修改系统参数和配置程序,即可适应不同的通信模式和信道状况,充分体现了软件无线电的优势。该平台不仅仅能应用在通信设备上,在许多系统验证平台、测试设备中均可应用,颇具实用价值。
上传时间: 2013-07-21
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在3G移动通信网络建设中,如何实现密集城区的无线网络覆盖是目前基站的发展方向。目前网络覆盖理念的核心思想就把传统宏基站的基带处理和射频部分分离,分成基带处理单元和射频拉远单元两个设备,这样既节省空间、降低设置成本,又提高了组网效率。本文研究的数字收发机用于WCDMA基站系统的射频拉远单元中,实现移动通信网中射频信号的传输工作。 数字收发机主要由射频处理部分、模数/数模转换部分、数字上下变频处理部分、接口转换以及数字光模块组成。本文研究的重点是数字上下变频处理部分。设计采用软件无线电的架构和FPGA技术,所设计的数字上下变频部分可以在不修改硬件电路的基础上只需修改软件部分的参数则可实现多种频率的变频处理,极大地降低了开发成本,且缩短了开发周期。 根据系统设计的设计要求,以及现有芯片使用情况比较,本文选用Altera公司的:FPGA芯片,应用公司提供的Dspbuilder作为系统级的开发工具,应用Quartus Ⅱ作为综合、布局布线工具实现数字上下变频处理部分设计。 本文的主要研究工作包括以下几个部分: (1)对数字收发机的整体结构进行分析研究,确定数字收发机的实现结构和各个部分的功能; (2)通过对数字上下变频的相关理论的研究,分析出数字上下变频的结构、实现方法及性能; (3)通过对数控振荡器、CIC滤波器、FIR滤波器进行理论研究、内部实现结构以及性能分析,得出具体的参数和仿真实现结构; (4)使用FPGA中的IP核技术来实现数字上下变频,利用Matlab中Dspbuilder提供的IP核分别进行NCO、CIC、FIR的仿真工作;并得出数字上下变频的总体仿真实现结果; (5)对高速收发通道进行了研究和设计,根据系统的要求给出了数据帧结构,并采用Altera的第三代FPGA产品Stratix Ⅱ GX系列芯片实现了数字收发机的信号的串并/并串的接口转换。为后续继续研究工作奠定基础。
上传时间: 2013-06-21
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数字信号发生器是数字信号处理中不可缺少的调试设备。在某工程项目中,为了提供特殊信号,比如雷达信号,就需要设计专用的数字信号发生器,用以达到发送雷达信号的要求。在本文中提出了使用PCI接口的专用数字信号发生器方案。 该方案的目标是能够采录雷达信号,把信号发送到主机作为信号文件存储起来,然后对这个信号文件进行航迹分离,得到需要的航迹信号文件。同时,信号发生器具有发送信号的功能,可以把不同形式的信号文件发送到检测端口,用于设备调试。 在本文中系统设计主要分为硬件和软件两个方面来介绍: 硬件部分采用了FPGA逻辑设计加上外围电路来实现的。在硬件设计中,最主要的是FPGA逻辑设计,包括9路主从SPI接口信号的逻辑控制,片外SDRAM的逻辑控制,PCI9054的逻辑控制,以及这些逻辑模块间信号的同步、发送和接收。在这个过程中信号的方向是双向的,所选用的芯片都具有双向数据的功能。 在本文中软件部分包括驱动软件和应用软件。驱动软件采用PLXSDK驱动开发,通过控制PCI总线完成数据的采录和发送。应用软件中包括数据提取和数据发送,采用卡尔曼滤波器等方法。 通过实验证明该方案完全满足数据传输的要求,达到SPI传输的速度要求,能够完成航迹提取,以及数据传输。
上传时间: 2013-07-03
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扩频通信系统与常规的通信系统相比,具有很强的抗窄带干扰,抗多径干扰,抗人为干扰的能力,并具有信息隐蔽、多址保密通信等优点。在近年来得到了迅速的发展。本论文主要讨论和实现了基于FPGA的直接序列扩频信号的解扩解调处理。论文对该直扩通信系统和FPGA设计方法进行了相关研究,最后用Altera公司的最新的FPGA开发平台Quarus Ⅱ5.0实现了相关设计。 整个系统分为两个部分,发送部分和接收部分。发送部分主要有串并转换、差分卷积编码、PN码扩频、QPSK调制、成型滤波等模块。接收部分主要有前端抗干扰、数字下变频、解扩解调等模块。 论文首先介绍了扩频通信系统的特点以及相关技术的国内外发展现状,并介绍了本论文的研究思路和内容。 然后,论文分析了几种常用的窄带干扰抑制、载波同步及PN码同步算法,结合实际需要,设计了一种零中频DSSS解调解扩方案。给出了抗窄带干扰、PN码捕获及跟踪以及载波同步的算法分析,采用了基于数字外差调制的自适应陷波器来进行前端窄带干扰抑制处理,用基于自适应门限技术的滑动相关捕获和分时复用单相关器跟踪来改善PN码同步的性能,用基于硬判决的COSTAS(科斯塔斯)环来减少载波提取的算法复杂度,用改进型CORDIC算法实现NCO来方便的进行扩展。 接着,论文给出了系统总体设计和发送及接受子系统的各个功能模块的实现分析以及在Quartus Ⅱ5.0上的实现细节,给出了仿真结果。 然后论文介绍了整个系统的硬件电路设计和它在真实系统中连机调试所得到的测试结果,结果表明该系统具有性能稳定,灵活性好,生产调试容易,体积小,便于升级等特点并且达到课题各项指标的要求。 最后是对论文工作的一些总结和对今后工作的展望。
上传时间: 2013-07-04
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