基于数字信号处理的无源互调干扰对消

发布时间：2017-07-31 06:14

  本文关键词：基于数字信号处理的无源互调干扰对消

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【摘要】：无源互调是无源器件在一定环境下出现非线性特性时,产生了新的频率分量的现象。在当前的无线通信与卫星通信中,通常采用收发共用天线的形式,这样发射信号经由天线、双工器等无源器件时产生的无源互调干扰可能会落入接收信号的频带内,对接收信号产生干扰。本文针对可能落入接收机频段的无源互调产物,利用Volterra级数建立了其数学模型。针对双载波BPSK与QAM信号所产生的无源互调干扰,推导了其时域表达式,将其简化为类似调制信号的形式,并利用实测信号对其进行验证,修正了模型中的参数。设计了一种无源互调干扰对消的方法,其根据无源互调干扰的数学模型,对实际干扰进行估计,进而将其对消。其中,在接收机处对接收信号中的无源互调干扰进行频率、相位及延时的估计时,类比了成对载波多址技术,通过计算接收信号与本地无源互调干扰模型相关值的方法,对干扰信号进行时频二维估计,得到实际干扰信号与本地干扰模型的时延与频率偏移。在进行了时延与频偏补偿后,同样利用相关累加的方法可以计算出相位偏移。最后,利用LMS自适应滤波器对干扰信号进行估计与跟踪,以应对无源互调干扰的时变特性。经过自适应滤波后的输出即为消除了无源互调干扰信号。该算法简单有效,易于进行硬件实现。为了验证上述算法,设计并实现了一套具有完整传输链路,能够进行误码率测试的硬件验证平台,该平台基于FPGA实现了中频信号的产生与处理,可以在中频与射频两种模式下工作。在该平台上实现了上述无源互调干扰抑制算法,经过测试验证了该算法具有良好的性能,可以获得超过20dB的误码率增益。
【关键词】：无线通信 卫星通信 无源互调 干扰对消 数字信号处理 FPGA硬件实现
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN972
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-13
• 1.2.1 无源互调干扰的产生机理及特性10-12
• 1.2.2 无源互调干扰抑制研究进展12-13
• 1.3 本文的主要工作13-15
• 第2章 无源互调干扰信号数学模型15-39
• 2.1 无源互调干扰的频率特性15-19
• 2.1.1 非线性系统的一般模型15-17
• 2.1.2 无源互调信号的阶次定义与频率分布特性17-19
• 2.2 基于Volterra级数的无源互调产物特性分析19-25
• 2.2.1 利用Volterra级数对无源互调产物分析的意义19-20
• 2.2.2 Volterra级数基本理论20-21
• 2.2.3 基于Volterra级数的无源互调频谱分析21-25
• 2.3 无源互调产物时域模型的推导25-39
• 2.3.1 对无源互调产物进行时域分析的意义与基本方法25-27
• 2.3.2 双载波BPSK信号无源互调产物的时域分析27-31
• 2.3.3 双载波QAM信号无源互调产物的时域分析31-35
• 2.3.4 根据实测信号对无源互调信号模型的验证与修正35-39
• 第3章 无源互调干扰的数字对消技术39-59
• 3.1 无源互调干扰数字对消的基本模型39-41
• 3.2 无源互调干扰的载波及时延估计41-53
• 3.2.1 成对载波多址系统中信号分离的基本算法41-47
• 3.2.2 针对无源互调干扰的载波参数估计方法47-53
• 3.3 无源互调干扰的自适应估计53-59
• 3.3.1 LMS自适应滤波器的基本原理53-55
• 3.3.2 利用自适应滤波器进行无源互调干扰抑制55-59
• 第4章 无源互调对消算法的硬件验证59-73
• 4.1 无源互调对消算法硬件验证平台的系统构成59-66
• 4.1.1 中频验证方案59-61
• 4.1.2 射频验证方案61-63
• 4.1.3 分模块硬件方案63-66
• 4.2 无源互调干扰的数字模拟算法66-68
• 4.3 无源互调对消算法的硬件实现68-73
• 结论73-75
• 参考文献75-78
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单78-79
• 致谢79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

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中国硕士学位论文全文数据库 前2条

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本文编号：597799