【摘要】：用于星載柔性轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)字信道化器結(jié)合了透明轉(zhuǎn)發(fā)器和處理轉(zhuǎn)發(fā)器的優(yōu)點,降低了星上設(shè)備復(fù)雜度。它可以完成非均勻帶寬信號的交換,使得信道劃分更靈活,通信容量更大。它實現(xiàn)了衛(wèi)星資源利用率的最大化,還可以更好地滿足多個抽樣率轉(zhuǎn)換的要求,更好地降低系統(tǒng)工作量和存儲量。柔性轉(zhuǎn)發(fā)器的核心部分是數(shù)字信道化器,而數(shù)字信道化器的關(guān)鍵部分是濾波器組。本文的研究目標(biāo)在于實現(xiàn)低復(fù)雜度、低拼接抖動、高頻譜效率的濾波器組結(jié)構(gòu)。本文的主要工作如下:研究了已有的濾波器組,如DCT-FB,DFT-FB等等,推導(dǎo)了它們的數(shù)學(xué)原理,明確了性能,以及實現(xiàn)上的優(yōu)缺點。在濾波器組的結(jié)構(gòu)中,分析了可以使信道化器的復(fù)雜度不變的情況下,縮短子帶間過渡帶的FRM技術(shù)。在數(shù)學(xué)原理上等效的情況下,設(shè)計了降低FPGA處理數(shù)據(jù)速率,同時減少復(fù)雜度的等效結(jié)構(gòu)。推導(dǎo)了濾波器組的傳輸函數(shù),以矩陣的形式表示出濾波器組的重構(gòu)誤差,給出了DFT-FB的誤差優(yōu)化方向。提出一種頻率響應(yīng)遮蔽與改進(jìn)型離散傅里葉變換相結(jié)合的,近似精確重構(gòu)的低復(fù)雜度星載信道化器。其中,FRM結(jié)構(gòu)可以在較低復(fù)雜度的要求下,設(shè)計出過渡帶陡峭的FIR低通原型,MDFT濾波器組結(jié)構(gòu)可以基本消除濾波器組的鄰帶混疊,將FRM結(jié)構(gòu)中不適合鄰帶拼接的結(jié)構(gòu)改進(jìn)為使用高通、低通濾波器的互補結(jié)構(gòu),降低了拼接抖動。調(diào)整MDFT結(jié)構(gòu)中的上采樣率,使之適合于奇偶分離的信道化器。在這兩種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出新的結(jié)構(gòu),這種新的結(jié)構(gòu)更適合應(yīng)用于非均勻帶寬的情況。仿真表明,本文方法具有更低的運算復(fù)雜度、更陡峭的過渡帶、更窄的保護(hù)間隔和更小的重構(gòu)誤差。將相關(guān)理論結(jié)構(gòu)成功地應(yīng)用到星載信道化器上并進(jìn)行功能驗證,本文的結(jié)構(gòu)從復(fù)雜度和性能上都優(yōu)于相似類型的信道化器。完成了本文提出的改進(jìn)型低復(fù)雜度星載信道化器的FPGA實現(xiàn)。分析了具體所使用的IP核的結(jié)構(gòu),如36K Block RAM,DSP48E。充分利用它們的特點,設(shè)計了復(fù)用的連接方式和控制時序,進(jìn)行了modelsim仿真和matlab分析,最終完成整個信道化器的FPGA實現(xiàn),由matlab到FPGA的性能劣化幾乎可以忽略不計。
【圖文】：

圖 4.8 分析一級的沖激響應(yīng)圖 4.9 分析一級沖激響應(yīng)數(shù)值細(xì)節(jié)由圖 4.8，，4.9 可知，設(shè)計的分析一級 FIR 滿足式 4.2，4.4 所描述的系統(tǒng)特零值之間有 31 個 0 值，同時上下路滿足移頻要求。

圖 4.9 分析一級沖激響應(yīng)數(shù)值細(xì)節(jié)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN791;V443.1

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本文編號：2646213