ADS-B基带信号处理芯片设计

发布时间：2017-10-19 13:14

  本文关键词：ADS-B基带信号处理芯片设计

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【摘要】：随着现代空管领域的不断发展,ADS-B将成为未来航空交通管理的重要手段。ADS-B系统逐渐成为飞行器强制安装的航电系统组成部分,它帮助飞行员对空域环境全面了解,可以大幅减小飞行器之间的间隔距离,提高空域利用率,同时避撞系统根据ADS-B提供的空域交通信息和预设的避撞策略进行避撞操作,从而保证空中交通安全。因此ADS-B是未来空中交通管制手段的重要发展方向。传统的ADS-B机载接收系统架构是基于FPGA的基带信号处理数字逻辑电路与基于嵌入式软件的数据处理相结合。在这种系统架构中基带信号处理和数据处理跨越了软硬件平台,其系统构建复杂、开发周期长、灵活性差。本文结合传统的基带信号处理算法,提出基于数字逻辑电路的基带信号处理和数据处理一体化芯片架构,并完成数据处理算法设计和实现,芯片逻辑综合和版图设计,本文所做具体工作如下:1.ADS-B基带信号处理各模块实现与功能验证。本文在成熟的基带信号处理算法基础上实现了自相关滤波、报头检测、信息提取和纠检错等子模块,并在Modelsim仿真平台和FPGA上对所实现的各子模块和整体分别进行了功能验证。2.ADS-B消息数据处理算法设计与实现,包括速度消息的解析算法、高度信息解析算法和经纬度CPR解析算法的设计和数字逻辑电路实现,并对实现结果进行了相应的验证。采用目标动态刷新策略实现对多个目标飞行数据的动态更新,基于数字逻辑电路的ADS-B消息处理能力较基于嵌入式软件的ADS-B消息处理能力显著提升。3.基于SMIC 0.13μm CMOS工艺的数字集成电路后端设计。本文完成了数字集成电路的逻辑综合、静态时序分析与版图设计及后仿真等工作。本文针对机载ADS-B基带信号处理系统小型化、低功耗化和系统设计简单化的需求进行了ADS-B基带信号处理芯片设计和相应验证。本文简要论述了基于成熟的ADS-B基带信号处理算法的数字逻辑电路实现,详细论述了ADS-B消息处理模块的实现,以及芯片后端的逻辑综合和版图设计等工作。
【关键词】：ADS-B 空中交通管理 基带信号处理 数据处理 ASIC
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V355

【参考文献】

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1 王鲁杰;;中国民航应优先发展ADS-B应用技术[J];中国民用航空;2006年01期

2 王旭东;刘渝;;多通道自相关信号检测算法及其FPGA实现[J];仪器仪表学报;2007年05期

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本文编号：1061291