多相滤波技术研究及在多信道接收机中的应用

作     者：李婉婉 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄孝建

授予年度：2018年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：软件无线电 多相滤波器 信道化器 多信道接收机 

摘      要：随着软件无线电多信道接收机的发展和广泛应用,对于多信道接收机的结构和性能提出了更高的要求。多相滤波器具备全概率接收能力,能够降低采样率以利于后续的处理并且可以提高系统运算速率节省资源,将多相滤波技术应用于多信道接收机中能够提升系统性能。本文首先研究了多信道接收机中的关键技术,其中多速率处理技术中介绍了整数倍抽取、内插器和分数倍速率变换的结构,并推导出结合多相滤波器的抽取结构;信道化处理部分,通过对比算法复杂度证明多相滤波器在信道化处理方面的优势,并推导出多相滤波和FFT相结合的信道化器结构。其次介绍了多相滤波技术应用于多信道接收机中的具体方案及仿真。根据设计指标完成了各个组成结构的方案设计,其中分数倍速率变换模块采用多相滤波内插器等效网络和开关电路相结合的方式实现,优化了传统结构,避免了电路工作在高时钟下,且更加节省资源。并针对非标准多相网络中的非基2FFT结构,介绍了 Winograd傅里叶变换算法。通过各部分的仿真,验证了方案的可行性。最后详细介绍了超短波多信道接收机系统在FPGA中的实现,主要包括AD采样电路、正交下变频模块、基于多相滤波器的分数倍抽取模块、多相滤波信道化器以及非标准多相网络中FFT结构的实现,并给出在FPGA中的资源消耗评估。