混合数字信号分离与下变频及其FPGA验证

发布时间：2021-01-04 00:06

　　随着通信技术的发展,各种通信系统数量众多,有限的频谱资源导致不同通信系统之间的频谱混叠问题日益严重。直接数字下变频技术可以分离频谱不混叠的信号,但是对于频谱混叠的信号无法处理,如何分离频谱混叠信号是本文需要解决的问题。问题的解决对于提高通信系统的频谱利用率以及解决目前频谱资源紧缺问题具有很大的价值。本文尝试将固定点独立分量分析FastICA算法与直接数字下变频DDC技术相结合,提出一种可行的用于频谱混叠信号分离的方案,即对接收的频谱混叠信号先使用FastICA算法将有用信号从混叠信号中分离出来,再使用直接数字下变频降低信号采样率。本文详细介绍了独立分量分析算法的原理,给出了FastICA算法的详细步骤,论述了直接数字下变频器的实现架构及其关键模块NCO,CIC,HBF,FIR的原理与设计方法。结合北斗二代卫星通信系统中的信号解扩后有用信号频段内的强干扰的案例,在MATLAB平台Simulink环境下搭建了独立分量分析算法,直接数字下变频器,以及两者级联的整体系统,并进行了系统整体仿真与分析。MATLAB仿真结果满足设计指标后,在FPGA平台上对独立分量分析算法,直接数字下变频器,以及两... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

MATLAB平台上两路激励信号的时域，频域波形图;

东南大学硕士学位论文只有 500Hz，过高的采样率无法在一帧数据中显示信号的包络。规定一帧数据帧数据的时域波形图时，对原始数据进行 400 倍抽取，以显示信号包络。显的是一个窄带信号，需要截取关键部分频段显示，值得注意的是此时得到的真实的频谱，原因是 400 倍抽取后采样率降为 40.78KHz,时域采样点数为 1频率分辨率需要对时域采样序列大量补 0。真实的信号频谱见图 4.20。

图 4.3 MATLAB 平台上两路激励信号的时域，频域波形图理后两路激励信号一帧数据的时域，频谱波形图。注意后续关于FastICA算数据。经过相同的操作可以得到两路混合信号的时域，频域波形图如图

【参考文献】：
期刊论文
[1]北斗卫星导航系统发展计划的实施——冉承其在第二届中国卫星导航学术年会上的报告[J].   数字通信世界. 2011(06)

硕士论文
[1]独立分量分析算法的FPGA设计与实现[D]. 杨开勇.华南理工大学 2012
[2]定点参考独立分量分析算法的FPGA实现[D]. 王佑锋.大连理工大学 2008
[3]高效窄带FIR滤波器的设计与研究[D]. 宗志毅.哈尔滨工程大学 2003



本文编号：2955752