基于频率响应遮蔽的星载信道化器及其FPGA实现

发布时间：2020-04-30 21:51

【摘要】：用于星载柔性转发器的数字信道化器结合了透明转发器和处理转发器的优点,降低了星上设备复杂度。它可以完成非均匀带宽信号的交换,使得信道划分更灵活,通信容量更大。它实现了卫星资源利用率的最大化,还可以更好地满足多个抽样率转换的要求,更好地降低系统工作量和存储量。柔性转发器的核心部分是数字信道化器,而数字信道化器的关键部分是滤波器组。本文的研究目标在于实现低复杂度、低拼接抖动、高频谱效率的滤波器组结构。本文的主要工作如下:研究了已有的滤波器组,如DCT-FB,DFT-FB等等,推导了它们的数学原理,明确了性能,以及实现上的优缺点。在滤波器组的结构中,分析了可以使信道化器的复杂度不变的情况下,缩短子带间过渡带的FRM技术。在数学原理上等效的情况下,设计了降低FPGA处理数据速率,同时减少复杂度的等效结构。推导了滤波器组的传输函数,以矩阵的形式表示出滤波器组的重构误差,给出了DFT-FB的误差优化方向。提出一种频率响应遮蔽与改进型离散傅里叶变换相结合的,近似精确重构的低复杂度星载信道化器。其中,FRM结构可以在较低复杂度的要求下,设计出过渡带陡峭的FIR低通原型,MDFT滤波器组结构可以基本消除滤波器组的邻带混叠,将FRM结构中不适合邻带拼接的结构改进为使用高通、低通滤波器的互补结构,降低了拼接抖动。调整MDFT结构中的上采样率,使之适合于奇偶分离的信道化器。在这两种结构的基础上,提出新的结构,这种新的结构更适合应用于非均匀带宽的情况。仿真表明,本文方法具有更低的运算复杂度、更陡峭的过渡带、更窄的保护间隔和更小的重构误差。将相关理论结构成功地应用到星载信道化器上并进行功能验证,本文的结构从复杂度和性能上都优于相似类型的信道化器。完成了本文提出的改进型低复杂度星载信道化器的FPGA实现。分析了具体所使用的IP核的结构,如36K Block RAM,DSP48E。充分利用它们的特点,设计了复用的连接方式和控制时序,进行了modelsim仿真和matlab分析,最终完成整个信道化器的FPGA实现,由matlab到FPGA的性能劣化几乎可以忽略不计。
【图文】：

图 4.8 分析一级的冲激响应图 4.9 分析一级冲激响应数值细节由图 4.8，，4.9 可知，设计的分析一级 FIR 满足式 4.2，4.4 所描述的系统特零值之间有 31 个 0 值，同时上下路满足移频要求。

图 4.9 分析一级冲激响应数值细节
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN791;V443.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王小静;岳枚君;张锦中;;基于FPGA的实数信道化工程设计与实现[J];舰船电子对抗;2019年06期

2 杨春华;王星宇;;一种改进的数字信道化方法[J];舰船电子对抗;2016年06期

3 李艳福;欧阳喜;范磊;;高效的无盲区非均匀信道化滤波结构的设计与分析[J];信号处理;2016年03期

4 高希光;左佑;;一种改进信道化结构的宽带信号重构方法[J];电子信息对抗技术;2015年03期

5 赵富安;;以无线通信基础对数字信道化技术的研究[J];信息通信;2015年10期

6 党军宏;林敏;周坡;潘亚汉;;一种基于频域滤波的宽带星载数字信道化器[J];宇航学报;2014年01期

7 贾一凡;;基于System Generator的信道化发射模块设计[J];信息通信;2014年04期

8 司马吉凯;;信道化技术在多标准通信系统中的应用[J];中国新通信;2013年08期

9 周沿海;;基于多相滤波的信道化发射机研究[J];通信技术;2012年04期

10 张东伟;郭英;霍文俊;樊昌周;张波;;一种改进的跳频信号信道化检测方法[J];火力与指挥控制;2012年08期

相关会议论文 前7条

1 朱碧;王振华;黄琪飞;;WCDMA网络单扇区内小区的信道化码资源配置探讨[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集（下册）[C];2011年

2 宾峰;阮晓明;刘洋;陆勤龙;陈新民;;信道化超导接收技术频域抗干扰研制实例与效果分析[A];2015年全国微波毫米波会议论文集[C];2015年

3 王永明;张尔扬;赵津丽;;基于信道化模型的宽带信号测向[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年

4 叶淦华;陆锐敏;马金岭;;基于多相滤波器的非均匀信道化器建模与仿真[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年

5 张晓发;梁睿海;冯起;吴微微;;信道化侦察接收机的虚假响应分析及优化设计[A];2007年全国微波毫米波会议论文集（下册）[C];2007年

6 周鑫;赵海宁;何昭;卞昕;蒋志清;侯立新;;WCDMA数字移动通信系统信道化原理及其在计量中的应用[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集（一）[C];2007年

7 罗宇;李金喜;;无线通信系统信道检测模块的数字化设计[A];2015航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2015年

相关重要报纸文章 前10条

1 罗鉴 刘菊梅;领跑中国数据网络发展新时代[N];人民邮电;2004年

2 ;用高性能带动丰富应用[N];网络世界;2003年

3 ;专为大中型企业设计定制[N];计算机世界;2002年

4 大唐高鸿数据网络技术股份有限公司 郭涛;大唐高鸿缔造精品3G传输[N];通信产业报;2006年

5 任续烨;提升IP网整体性能[N];中国计算机报;2003年

6 齐进忠 秦伟;XDSL最新技术与应用[N];通信产业报;2003年

7 ;港湾NetHammer M262[N];网络世界;2003年

8 岩公;改造DDN网络[N];中国计算机报;2003年

9 北京邮电大学 张静 郑源水;3GPP Release7对RAN的改进[N];通信产业报;2006年

10 安捷伦科技公司无线通信事业部 Marta lglesias;安捷伦护航HSDPA新征程[N];通信产业报;2005年

相关博士学位论文 前10条

1 郝文慧;基于微波光子学的宽带射频信道化接收技术研究[D];北京邮电大学;2018年

2 李冰;软件无线电中的信道化技术研究[D];解放军信息工程大学;2007年

3 阳志明;宽带卫星通信数字信道化技术研究[D];清华大学;2010年

4 胡君朋;宽带无线信号侦测中的动态信道化技术研究[D];国防科学技术大学;2016年

5 王宏伟;基于傅立叶变换的数字信道化及相关技术[D];西安电子科技大学;2011年

6 张文旭;被动雷达导引头数字信道化接收机研究及实现[D];哈尔滨工程大学;2009年

7 唐鹏飞;宽带数字侦察接收机及信号分析处理关键技术研究[D];国防科学技术大学;2013年

8 沈志博;基于稀疏重构的电子侦察技术研究[D];西安电子科技大学;2015年

9 罗勇江;宽带数字侦察接收机若干关键技术研究及应用[D];西安电子科技大学;2011年

10 龙柯宇;宽带雷达信号侦察接收机关键技术研究[D];电子科技大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 张静;MIMO-FBMC系统的信道估计及同步技术研究[D];电子科技大学;2019年

2 李晨曦;基于频率响应遮蔽的星载信道化器及其FPGA实现[D];西安电子科技大学;2019年

3 程雨婷;宽带数字信道化有源干扰技术研究[D];国防科技大学;2017年

4 张龙;短波多路快速选频系统中FPGA模块设计与实现[D];西安电子科技大学;2019年

5 张杰;宽带接收机自适应数字信道化技术[D];南京航空航天大学;2019年

6 李锐;基于分数阶傅里叶变换的信道化接收技术研究[D];西安电子科技大学;2019年

7 凡浩宇;基于数字信道化技术的频谱感知和精确重构算法研究[D];哈尔滨工程大学;2019年

8 袁兵华;基于SDR的宽带雷达发射机技术研究[D];哈尔滨工程大学;2019年

9 范立东;甚低频通信侦察系统关键技术[D];哈尔滨工程大学;2019年

10 王韬;基于DFT-S-OFDM的新型数字信道化处理器研究与实现[D];北京邮电大学;2019年

本文编号：2646213