信号检测和分离算法研究及其FPGA实现

发布时间：2019-08-16 07:09

【摘要】：论文首先研究了时域混叠频域不混叠的多信号的检测、分离算法。信号检测有时域检测法和频域检测法,本论文采用基于频域的峰值检测法。要通过功率谱检测信号,首先就要对信号的功率谱进行谱处理。论文首先采用了经典的Batelett平均周期图法对信号功率谱进行改善,但是为了进一步改善信号检测和分离的效果,本论文提出一种对信号功率谱在频域进行滤波的方法,采用频域的平滑滤波器后,对于信号的功率谱有很大的平滑效果。峰值检测法不仅可以检测出信号个数又可提取出每个信号的起始频率和截止频率,并粗略估算出中心频率和带宽,在信号分离时根据信号起止频率动态设计FIR滤波器的系数。本论文是信号检测和分离仪器的一个雏形,信号检测和分离仪器基于LabWindows/CVI开发平台设计上位机控制界面。本论文设计的控制界面中,使用者可以加载外部采集的信号源,也可以通过控制界面设置信号参数来作出合适的混合信号源。所以可以把上位机控制界面看成一个简单的虚拟信号发生源。信号检测和分离的算法在FPGA中实现。在信号分离时,滤波器系数的动态设计在Microblaze中完成。当Microblaze将校正后的系数计算完成后,FPGA将系数加载到FIR IP核中,完成混合信号的分离。由于上位机和FPGA间的通信是通过PCI接口来实现的,所以本论文简单介绍PCI驱动的开发,并给出借助NI-VISA开发的简单驱动程序。
【图文】：

功率谱图,基带信号,时域

．邋１．邋２频率调制信号逡逑ＦＭ信号是载波的频率随调制信号而变化ｆＷ，对于ＦＭ信号来说，信号频谱不逡逑是基带调制信号频谱的简单线性搬移，而是频谱的非线性变化，ＦＭ调制会产生逡逑的频率成分，所ＷＦＭ调制也称为非线性调制。ＦＭ信号在通信系统中有广泛的逡逑用，如高保真音乐广播、电视伴音信号、丑星通信等。与ＡＭ信号相比，ＦＭ信逡逑最突出的优点在于有较强的抗噪声性能。ＦＭ信号的时域表达式如式２邋－邋３所示。逡逑＇＾ＦＭ邋（０邋￣邋＾ｃｏｓ［ａ＞Ｊ邋＋邋＾ｍ｛ｒ）ｄｒ＼逦（２－３）逡逑图２．３是ＦＭ信号的基带信号时域图、ＦＭ信号调制信号。图２．４是ＦＭ信号逡逑功率谱图。ＦＭ信号载波频率为１３．５ＭＨＺ，调频指数为１，基带信号带宽为逡逑５０ＫＨＺ。逡逑６逡逑

波形,位函数,附加相,信号功率谱

第二章混合信号源的产生续的。根据这一要求，得到相位拘束条件为：逡逑户＊＝妍－，＋知，－？ａｆ同＝仿济咐二二逡逑式中，若取＆的初始值为０，贝。逡逑兀的逡逑云＾或±万（模２方）由附加相位函数马的的表达式可知，６ｋ（0是一直线方程，其斜率为％。逡逑图２．５是ＭＳＫ调制信号时域图，图２．６是ＭＳＫ信号功率谱图。仿真为２．４＊１０５邋Ｂａｕｄ，载波频率NB为２．４ＭＨｚ，，采样速率NB为ＩＳＭＨｚ。逡逑ＭＳＫ时巧波形逡逑
【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】：2014
【分类号】：TN911.23;TN791

【参考文献】