基于FPGA的混合信号识别方法研究与仿真实现

发布时间：2017-06-16 08:06

  本文关键词：基于FPGA的混合信号识别方法研究与仿真实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着通信技术的高速发展,通信环境的日益复杂,各调制信号之间的混叠现象也越来越频繁了。因此,混合信号识别作为干扰抑制技术和混合信号分离技术的前置工作无论在军用还是民用领域都显得尤为重要。本文首先从MPSK和16QAM的调制方式入手,将信号源分为单信号、对称混合信号以及非对称混合信号三大类共15种信号模型；然后介绍了混合信号全采样序列星座图特点和定时抽样序列弱信号特点；接下来提取了5个全采样序列星座图参数用来完成对称混合信号识别和调制方式识别的工作,提取了2个定时抽样序列弱信号参数用来完成弱信号的检测工作,并讨论了后续弱信号数量估计的方法；接着针对FPGA进行了算法优化并完成了算法移植；最后,完成了Xilinx Virtex5开发平台的硬件实现工作。本文在研究过程中首先利用Matlab仿真验证了识别算法的可行性,然后使用ModelSim功能仿真验证了算法移植到FPGA的可行性,最后配合ChipScope软件完成硬件实现的结果测试,证明硬件实现的准确性。本文提出了一种适用于FPGA的运算复杂度小、资源消耗少且识别性能较为优异的混合信号识别算法。经过算法仿真验证、功能仿真验证以及硬件实现测试证明在SNR不小于15dB时,识别算法可正确识别各种信号模型,当SNR略低于15dB时,识别算法仍可识别绝大多数信号模型。
【关键词】：混合信号 调制识别 弱信号检测 现场可编程门阵列
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.7
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文的主要内容和章节安排12-14
• 第2章 混合信号星座图与频谱基本理论14-22
• 2.1 混合信号模型介绍14-15
• 2.2 混合信号全采样序列星座图原理15-18
• 2.3 混合信号定时抽样序列弱信号原理18-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 混合信号识别方案设计22-38
• 3.1 过采样方案设计22
• 3.2 全采样序列星座图识别方案22-29
• 3.2.1 全采样序列星座图识别方案参数提取23-28
• 3.2.2 全采样序列星座图识别方案流程28-29
• 3.3 定时抽样序列弱信号识别方案29-34
• 3.3.1 不同调制方式定时抽样序列的星座图区域划分29-30
• 3.3.2 定时抽样序列弱信号识别方案参数提取30-33
• 3.3.3 定时抽样序列弱信号识别方案流程33-34
• 3.4 混合信号调制识别方案总述34-36
• 3.4.1 混合信号调制识别方案总流程34-35
• 3.4.2 混合信号识别方案性能分析35-36
• 3.4.3 与传统高阶累积量识别方法的对比36
• 3.5 本章小结36-38
• 第4章 基于FPGA的混合信号识别方案硬件实现38-64
• 4.1 模块划分及时序关系简述38-40
• 4.2 硬件实现模块设计详述40-58
• 4.2.1 ADC采样模块40
• 4.2.2 时钟及复位管理模块40-41
• 4.2.3 全采样序列星座图识别参数计算模块41-44
• 4.2.4 定时抽样序列计算模块44-46
• 4.2.5 定时抽样序列归一化模块46-48
• 4.2.6 序列yi提取模块48-51
• 4.2.7 定时抽样序列弱信号识别参数计算模块51-57
• 4.2.8 判决器模块57-58
• 4.3 混合信号识别方案的FPGA整体功能仿真58-60
• 4.4 混合信号识别方案的FPGA硬件测试60-63
• 4.4.1 FPGA的资源使用情况61-62
• 4.4.2 硬件测试结果62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 结论与未来的工作64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果69

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