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数字信道化高效结构设计及FPGA实现

测控技术 2022年第7期41卷 93-97,104页

作者：邓强中国西南电子技术研究所四川成都610036

针对宽带接收机中处理多个同时到达信号时的逻辑资源消耗大、实时性差、配置不灵活等问题,从多相滤波和采样率等价交换原理出发,对接收机前端信道化过程开展研究。提出了包含移位抽取模块、多相滤波模块和全并行快速傅里叶变换(FFT)模... 详细信息

针对宽带接收机中处理多个同时到达信号时的逻辑资源消耗大、实时性差、配置不灵活等问题,从多相滤波和采样率等价交换原理出发,对接收机前端信道化过程开展研究。提出了包含移位抽取模块、多相滤波模块和全并行快速傅里叶变换(FFT)模块的数字信道化高效实现结构;利用基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件描述语言实现了该高效结构。最后,给出了仿真验证和在线测试的结果,验证了该高效结构实现方式合理。在满足宽带接收机处理多个同步到达信号的同时,有效提高了处理速率,降低了资源消耗,为后续基带信号处理预留了更多的硬件资源。

关键词：数字信道化移位抽取多相滤波全并行FFT 奇型排列偶型排列

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数字信道化接收机高效结构的设计与实现

系统工程与电子技术 2012年第2期34卷 391-395页

作者：刘光祖王建新徐达龙南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210014

为了减少数字信道化接收机的硬件资源消耗,提高吞吐量,对实信号数字信道化接收机的结构进行了研究。对于实信号,提出新的信道划分方法,推导数字信道化接收机的数学模型,得到数字信道化接收机的高效结构。与一般的数字信道化接收机结构相... 详细信息

为了减少数字信道化接收机的硬件资源消耗,提高吞吐量,对实信号数字信道化接收机的结构进行了研究。对于实信号,提出新的信道划分方法,推导数字信道化接收机的数学模型,得到数字信道化接收机的高效结构。与一般的数字信道化接收机结构相比,该高效结构节省了硬件资源,减小了计算复杂度,提高了数字信道化接收机的吞吐量。测试结果表明,该数字信道化接收机高效结构的功能正确,性能稳定。

关键词：电子战接收机数字信道化多相滤波现场可编程门阵列

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数字信道化结构优化方法研究与应用

数字信道化结构优化方法研究与应用

作者：姚雨双哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

在现代化战争日益复杂的电磁环境下,侦察接收机想要发挥作用需要具备诸多能力,例如,较宽的频带覆盖范围,频率分辨,高灵敏度,实时信号接收和大动态范围等。随着数字信号处理技术和电子技术的不断进步,宽带数字信道化接收机应运而生。由... 详细信息

在现代化战争日益复杂的电磁环境下,侦察接收机想要发挥作用需要具备诸多能力,例如,较宽的频带覆盖范围,频率分辨,高灵敏度,实时信号接收和大动态范围等。随着数字信号处理技术和电子技术的不断进步,宽带数字信道化接收机应运而生。由于经过信道化处理后的信号对后续的信号分选及测向有直接性的影响,因此对于宽带数字信道化技术的研究与实现意义重大。数字信号处理技术的快速发展推动了数字信道化技术开始转向窄过渡带方向的研究。本文针对数字信道化接收机中的窄过渡带滤波器组设计复杂度过高的难题,运用频率响应屏蔽技术(Frequency Response Masking,FRM)去优化原型滤波器,提出了一种基于FRM的数字信道化结构及其设计方法。该方法通过对两个原型滤波器进行32倍插值,然后利用屏蔽滤波器对插值带来的镜像进行滤波,最后将上下两个屏蔽支路相加,得到合成滤波器,并将抽取模块提前,达到了降低信道化接收机采样率的效果并使设计结构具有较低计算复杂度。与传统低通滤波器组和多相滤波器组相比,该结构分别节约了96.98%和52.11%的资源。为了提高信道化接收机重构性能,通过采用分析加综合滤波器组的方法来对信号进行重构。针对数字信道化结构中信号跨信道问题,引入快速滤波器组(Fast Filter Bank,FFB)技术对结构进行优化。提出了基于分析快速滤波器组(Analysis FFB,AFFB)和基于综合快速滤波器组(Synthesis FFB,SFFB)的重构结构。运用半带滤波器去设计该结构的原型滤波器,通过对各级滤波器进行插值设计,达到了跨信道信号重构的效果,解决了设计窄过渡带滤波器组阶数过高的问题。最后通过计算机仿真结果以及对各结构的复杂度分析,可以看出基于FFB的数字信道化结构设计方法的复杂度更低。最后在硬件平台对设计的基于多相滤波的无混叠无盲区高效信道化结构进行工程实践,并给出了信道化接收机的设计流程及软件实现方案。通过对该接收机进行性能测试及分析,验证了所设计系统的正确性与可靠性。

关键词：数字信道化多相滤波频率响应屏蔽技术快速滤波器组 FPGA

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数字信道化多载波卫星通信系统链路可支持性

清华大学学报（自然科学版） 2010年第5期50卷 789-792页

作者：阳志明曹志刚清华大学电子工程系北京100084

为基于数字信道化技术的多载波卫星通信系统提出了一种链路可支持性优化模型。求解该优化模型,可得到各子信道最佳增益和各链路最佳发射功率。该链路可支持性模型最小化卫星转发器输出中的最大载波功率以达到如下目的:尽量缩小转发器中... 详细信息

为基于数字信道化技术的多载波卫星通信系统提出了一种链路可支持性优化模型。求解该优化模型,可得到各子信道最佳增益和各链路最佳发射功率。该链路可支持性模型最小化卫星转发器输出中的最大载波功率以达到如下目的:尽量缩小转发器中各载波功率的差别,从而将转发器工作点尽可能往饱和点方向移动,提高转发器功率利用率;最小化各终端上行有效全向辐射功率,使尽可能多的链路实现正常通信,提高系统容量。仿真实验证实了该模型的优良性能。

关键词：卫星通信系统多载波数字信道化链路可支持性 minimax模型

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数字信道化多载波卫星通信系统的优化设计

无线互联科技 2023年第8期20卷 29-31页

作者：叶益龙中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081

针对多载波星载通信系统,文章建立了一种基于数字信道化的多载波星载通信系统的链路支撑优化模型。通过对此模型的求解,可以获得每个子信道的最优增益以及每个子链路的最优传输功率。然后,研究一种链路支持模式下的卫星接收系统,以减小... 详细信息

针对多载波星载通信系统,文章建立了一种基于数字信道化的多载波星载通信系统的链路支撑优化模型。通过对此模型的求解,可以获得每个子信道的最优增益以及每个子链路的最优传输功率。然后,研究一种链路支持模式下的卫星接收系统,以减小各载波间的功率差别,实现系统工作点向饱和点移动。由此,提高了接收机的能量利用效率,从而促进我国通信事业的发展。

关键词：数字信道化卫星通信系统多载波链路可支持性

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基于分数阶傅里叶滤波的数字信道化储频

现代雷达 2024年第4期46卷 101-105页

作者：陈新年许磊陈毅方杰南京电子技术研究所江苏南京210039

现代战场环境电磁日趋密集和复杂,各类信号相互混迭,同时各种相参雷达采用脉冲压缩技术以及相参处理方法,抗噪声和抗干扰能力大大增强,特别是采用线性调频(LFM)信号满足了雷达大威力、低截获的功能设计需求,抗干扰能力也得到提高。常规... 详细信息

现代战场环境电磁日趋密集和复杂,各类信号相互混迭,同时各种相参雷达采用脉冲压缩技术以及相参处理方法,抗噪声和抗干扰能力大大增强,特别是采用线性调频(LFM)信号满足了雷达大威力、低截获的功能设计需求,抗干扰能力也得到提高。常规的数字储频(DRFM)采用宽带采集,在数字上对宽带信号进行调频、叠加等调制处理,在瞬时带宽内调制样式、参数是相同的,此处理方式导致瞬时带宽内多信号时,无法针对性施加不同的调制样式,以致干扰粗放、不够精确。为实现精确、有效的干扰相参脉冲压缩雷达,文中提出了采用频域子带处理与分数阶傅里叶滤波的数字信道化干扰设计,增强LFM信号去噪能力,通过DRFM技术形成假目标干扰信号,实施有效干扰。

关键词：数字信道化数字储频分数阶傅里叶变换线性调频脉冲压缩

数字信道化器中高阶精确重构滤波器组设计方法与量化分析

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科学技术与工程 2018年第24期18卷 100-105页

作者：凌伟程晏坚陆建华清华大学电子工程系北京100084 清华大学宇航技术研究中心北京100084

数字信道化技术广泛应用于新一代卫星通信系统的星上处理平台中,而精确重构滤波器组的设计是其中的关键技术。针对现有滤波器设计方法通道数较低,难以满足高分辨率数字信道化器需求的问题,提出了一种基于频率取样法和最小均方误差逼近... 详细信息

数字信道化技术广泛应用于新一代卫星通信系统的星上处理平台中,而精确重构滤波器组的设计是其中的关键技术。针对现有滤波器设计方法通道数较低,难以满足高分辨率数字信道化器需求的问题,提出了一种基于频率取样法和最小均方误差逼近的高阶精确重构原型滤波器的设计方法。该方法首先利用频率取样法求解一个近似精确重构原型滤波器;然后在最小均方误差准则下,用一个由两通道无损网格建模的滤波器对该近似精确重构原型滤波器进行最优拟合。数值实验表明,与Parks-Mc Clellan(PM)算法相比,该方法能设计得到更高通道数的滤波器组;并且原理简单,设计复杂度很低。滤波器性能的量化分析结果表明,综合考虑多相分量长度与量化位宽的设计思想,能够平衡实现复杂度与性能指标,对于实际系统具有重要的参考价值。

关键词：数字信道化精确重构滤波器组原型滤波器频率取样量化