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电子与信息学报 2017年第11期39卷 2716-2723页

作者：杨鹏程吕晓德柴致海张丹岳琦杨璟茂中国科学院电子学研究所北京100190 微波成像技术国家级重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

参考信号信杂比(SCR)是评估外辐射源雷达积累增益损失的重要参数。利用数字电视地面广播(DTTB)辐射源中的PN序列进行信杂比估计时,将出现接收信号相对于本地帧头的分数阶时延问题,导致信杂比估计出现严重偏差。针对该问题,该文利用信号... 详细信息

参考信号信杂比(SCR)是评估外辐射源雷达积累增益损失的重要参数。利用数字电视地面广播(DTTB)辐射源中的PN序列进行信杂比估计时,将出现接收信号相对于本地帧头的分数阶时延问题,导致信杂比估计出现严重偏差。针对该问题,该文利用信号在时延维的稀疏性,提出基于压缩感知的信杂比估计算法。仿真结果表明,该算法对不同强弱的信号都能得到精确的时延和强度估计,从而保证了信杂比估计的准确性。实测数据处理结果表明,实测数据的参考信号信杂比较高,积累损失较小,约为0.5 d B;信杂比与基线距离有关,基线越长信杂比越低,积累损失越大。

关键词：外辐射源雷达压缩感知参考信号信杂比分数阶时延 PN序列

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加窗分数时延滤波器精度比较

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中国科技信息 2013年第13期 116-116页

作者：张锦中张中山中国电子科技集团公司第三十八研究所

分数阶时延可以使用FIR滤波器来近似,加窗FIR滤波器是比较简单有效的设计方法。经过非对称修正的升余弦窗可以获得比较满意的时延精度,但当窗长适当时,Chebyshev窗的精度更优,且副瓣越低,精度越高。

关键词：分数阶时延 Chebyshev窗时延精度

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面向高时延分辨率的无线信道仿真器的FPGA实现

面向高时延分辨率的无线信道仿真器的FPGA实现

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作者：郭睿北京邮电大学

学位级别：硕士

信道仿真器可以实验室中再现无线信道的传播特性,在无线信道建模与通信设备测试中获得了广泛应用。随着第五代(the fifth generation,5G)移动通信技术的发展,多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术得到了更多的关注与... 详细信息

信道仿真器可以实验室中再现无线信道的传播特性,在无线信道建模与通信设备测试中获得了广泛应用。随着第五代(the fifth generation,5G)移动通信技术的发展,多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术得到了更多的关注与发展。MIMO系统性能与无线信道环境密切相关,为实现无线信道丰富散射体环境的仿真,无线信道模型表征的多径时延分辨率越来越高,给信道仿真器提出了更高的要求,即在不提高当前硬件系统时钟频率的前提下实现输入信号的任意时延。本文基于软件无线电原理,介绍信道仿真器的软、硬件平台构成,以实现信道仿真器基带FPGA模块功能为出发点,通过分析MIMO技术的引入给信道仿真器的实现带来的困难,分别从信道仿真器多径时延、基带FPGA与DSP数据通信功能实现以及信道仿真器基带模块功能联调三个方向入手,设计并实现相关模块。论文的主要研究工作有以下三方面:1.信道仿真器多径时延模块的实现。无线信道模型中的多径时延范围比较大,在信道仿真器中可以按照硬件系统时钟频率将多径时延分为整数时延与分数时延。整数时延基于FIFO、双口 RAM以及SDRAM三种存储结构,在时钟驱动下通过先写入后读出的方式来实现。在不修改硬件时钟频率的前提下,通过分析基于加窗sinc函数法、Farrow架构法两种FIR滤波器的性能,在硬件上实现分辨率为1ns的分数时延仿真并完成误差分析。2.信道仿真器基带FPGA与DSP数据通信功能实现。在信道仿真器中,基带处理器由FPGA与DSP两部分构成,充分发挥DSP处理复杂数据、FPGA高并发性与高实时性的优势。DSP完成信道抽头系数增量计算、浮点数到定点数的转换。FPGA完成抽头系数插值以实现与输入信号频率匹配、多径时延以及无线信道卷积运算。本文基于RapidIO异构传输协议,将DSP处理后的定点数按照特定的帧格式传输至FPGA,并对硬件接口电气特性、用户逻辑功能完成测试,实现基带FPGA与DSP的数据通信功能。3.信道仿真器基带模块系统联调。实现上述两项功能后并结合实验室现有基础,本文完成对无线信道仿真器基带模块功能的联调并对信道仿真器基带模块整体功能进行测试分析。

关键词：信道仿真器 FPGA 分数阶时延 RapidIO MIMO

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时延误差的高精度估计与补偿方法研究

时延误差的高精度估计与补偿方法研究

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作者：姜彦玲长安大学

学位级别：硕士

在信号处理领域中,时间延迟是表征信号特征的重要参量。准确、迅速地估计同源信号之间的时间延迟,对距离、速度等相关参量的确定具有十分重要的意义。随着时延估计在很多领域的广泛应用,时延估计方法需要更多地考虑各种实际因素,对该技... 详细信息

在信号处理领域中,时间延迟是表征信号特征的重要参量。准确、迅速地估计同源信号之间的时间延迟,对距离、速度等相关参量的确定具有十分重要的意义。随着时延估计在很多领域的广泛应用,时延估计方法需要更多地考虑各种实际因素,对该技术的研究也呈现出多样性。在时延估计领域,时延精度控制和运算复杂度一直以来是众多研究者改进时延估计算法的重要方向。针对传统相关法、最小均方(LMS)等算法的估计精度仅能达到采样单元的整数倍,而通过插值来提高精度又面临运算量大等核心问题。本论文提出一种基于自适应控制技术的时延估计新方法。该时延估计新方法通过将时延变量转化为源信号与时延信号的样本值差,进而采用LMS自适应迭代实现时延变量的高精度估计。该方法能够在较少的迭代次数条件下,达到分数阶采样单元级的估计精度,同时对噪声具有较好的稳健性。仿真数据的处理结果验证了本文方法的有效性。为验证本文提出的算法的实用性,本文在阐述了彩色套印背景下光电检测系统读出套印误差的原理及过程的基础上,通过实地研究采集大量套印误差真实数据。针对实测数据,将提出的基于自适应控制的时延估计方法应用到基于真实数据的套印误差检测,并对检测到的实时误差进行校准。为彩色印刷套准误差的精度控制提供了新的方向。

关键词：信号处理时延估计分数阶时延 LMS自适应光电检测套准误差

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信道仿真仪的高精度、低资源实现方法研究

信道仿真仪的高精度、低资源实现方法研究

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作者：贾伟强北京邮电大学

学位级别：硕士

随着5G技术的发展,涌现出大量新的业务和应用场景,比如无人驾驶、远程医疗等,与此同时,新的无线通信设备也会随之更新,而无线信道的不确定性和复杂性给通信设备的测试带来了很大的困难,信道仿真仪能够在实验室场景下精确地再现信道的传... 详细信息

随着5G技术的发展,涌现出大量新的业务和应用场景,比如无人驾驶、远程医疗等,与此同时,新的无线通信设备也会随之更新,而无线信道的不确定性和复杂性给通信设备的测试带来了很大的困难,信道仿真仪能够在实验室场景下精确地再现信道的传播特性,可以有效地解决设备的测试难题,提高研发的效率。但是现有的仿真仪器带宽有限,时延精度不能满足很多场景的低延时需求,而且5G信道模型的通道数和径数相较于之前有了很大的提升,也增加了信道仿真仪的资源消耗。因此本文围绕如何提高仿真仪的时延精度、降低仿真仪的资源消耗,开展了以下两方面的研究工作:1.高精度的分数阶时延功能的实现。为了更好的模拟新业务场景下的信道环境,信道模型要求的多径时延分辨率越来越高,而信道仿真仪的时钟带宽是有限的,就需要在有限的时钟带宽下分辨出极小的多径间隔,因此本文首先展开了对高精度的分数阶时延功能的研究。FIR滤波器有严格的线性相位特性,能够很好地实现分数阶时延功能,它有多种实现形式,不同的实现方法有各自的侧重点,本文分别使用窗函数法、最大平坦法和Farrow架构法实现了分数阶时延滤波器的设计,并对比了三种方法的优劣,给出了各种方法的适用场景。上述算法都在软件上进行了功能指标验证,并在硬件上予以实现。考虑到多通道间不能共用FIR滤波器造成的资源低效利用,本文提出一种使用多相位时钟来实现分数阶时延功能的方法,通过多个不同相位的低频时钟来对同一信号进行采样,相当于提高了时钟带宽,该方法设计简单,且时钟可以被各个通道共用,在提高仿真精度的同时降低了仿真仪的资源消耗,文本对该方法进行了分模块设计,并对各个模块的实现做了硬件仿真验证。2.信道仿真仪的资源优化处理。5G技术带来了更大的天线连接数、更多的通道数和径数,随之而来的就是资源的成倍提升,而硬件板卡的更新迭代速度远远落后于新业务场景的需求,因此就需要让有限的资源发挥更大的作用。由于各个通道不能共用FIR滤波器,因此,用作累乘加运算的稀少资源DSP48E1s成为该功能大规模发展的瓶颈,本文通过使用分布式算法来实现FIR滤波器,通过查找表的方式完成乘法器的功能设计,避免了稀少资源的使用。同时,随着时延量的增大,滤波器的阶数提升,分布式算法使用场景受限,对此本文提出了两种改进策略,通过分割查找表和转换查找表的方式来优化分布式算法,进一步降低了资源的消耗。本文围绕高精度、低资源的信道仿真仪展开深入研究,针对其发展过程中遇到的部分技术问题提出了解决方案,对于仿真仪的部分功能研发与优化有一定的参考价值。

关键词：信道仿真仪分数阶时延资源优化分布式算法 FPGA

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