基于全數(shù)字接收機的調制模式識別及FPGA實現(xiàn)
發(fā)布時間:2020-04-16 08:06
【摘要】:隨著通信技術的不斷發(fā)展,通信頻段內的信號日益密集。不同功率、不同帶寬、不同調制模式的信號共存,使得實際通信環(huán)境愈加復雜。在信號偵察識別中,現(xiàn)代偵察接收設備必須具備在密集、復雜、動態(tài)變化的信號環(huán)境中實時對信號截獲檢測以及進行分類識別的能力。而且在目前的通信偵察中,對偵查距離提出了越來越高的需求,在遠距離偵查中接收端實際接收到的信號已經十分微弱,此時環(huán)境噪聲和儀器底噪都將對接收信號造成很大的影響,偵察設備需要在這種情況下將遠端的微弱信號從噪聲中提取出來,并對其進行識別。以上這些都對識別設備的靈敏度和抗噪能力都提出了新的要求。目前的通信偵查設備,一般是在幾種已知或假設已知的信號下進行工作,對于信號未知且動態(tài)變化的環(huán)境,在實時處理中對接收信號的識別性能會有所下降。且目前的識別算法中,大多都是在理論層面進行研究,使用的信號源也一般由軟件仿真產生,在實際應用中復雜度較高,不適合硬件實現(xiàn)。在以上背景下,本文首先研究了通信信號調制模式識別的發(fā)展現(xiàn)狀,針對目前識別算法在工程實際中往往復雜度過高的問題,本文在輸入信號動態(tài)變化的復雜情況下,提出了一種基于全數(shù)字接收機的調制模式識別算法,實現(xiàn)了其FPGA設計,完成了硬件識別平臺的搭建,并基于硬件平臺測試對實際采集的空口信號進行了接收識別,完成了算法識別性能的驗證。在輸入信號未知、偵查距離動態(tài)變化的復雜環(huán)境下,本文首先利用自動增益控制技術消除接收距離帶來的信號能量動態(tài)變化的影響,將接收信號控制在一定范圍之內。之后通過載波估計技術,去除接收信號的頻偏。經過位同步技術同步收發(fā)時鐘,最后通過載波同步跟蹤剩余頻偏,解調出基帶信號。在此基礎上,提出通過載波跟蹤環(huán)的頻偏跟蹤曲線區(qū)分FSK和PSK信號,根據(jù)解調出的基帶信號識別BPSK和QPSK信號的調制模式識別方案。在Quartus II開發(fā)環(huán)境下,完成了所提方法的硬件實現(xiàn),使用硬件描述語言對整個系統(tǒng)進行RTL級建模,完成各模塊的綜合,通過SignalTap II完成其仿真功能的驗證,實現(xiàn)了其FPGA設計和整體硬件平臺的搭建。所使用的芯片為ADS5444和Stratix II系列EP2S180F1020C4。輸入信號為中國電子科技集團在實際通信環(huán)境中采集的空口信號,仿真與測試結果表明,所設計系統(tǒng)能夠在輸入信號能量動態(tài)變化的情況下完成對信號的接收與識別,識別率滿足實際工程需求。
【圖文】:
邐(2.3)逡逑其中M為微分延遲,通常取值1或2。由式(2.3)可以得出使用CIC實現(xiàn)抽取的原理逡逑圖,即圖2.1?梢钥闯,CIC抽取模塊由積分器/^(z),,梳狀器i?2(z)和抽取器三部分組成。逡逑其中,積分器主要實現(xiàn)了累加的功能。而梳狀器,是由于它的幅頻特性呈現(xiàn)梳狀。積分部分逡逑是單極點IIR濾波器,其反饋系數(shù)為1,梳狀部分是對稱的FIR濾波器。逡逑5逡逑
圖2.2數(shù)字AGC原理框圖逡逑
【學位授予單位】:杭州電子科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:TN850
本文編號:2629569
【圖文】:
邐(2.3)逡逑其中M為微分延遲,通常取值1或2。由式(2.3)可以得出使用CIC實現(xiàn)抽取的原理逡逑圖,即圖2.1?梢钥闯,CIC抽取模塊由積分器/^(z),,梳狀器i?2(z)和抽取器三部分組成。逡逑其中,積分器主要實現(xiàn)了累加的功能。而梳狀器,是由于它的幅頻特性呈現(xiàn)梳狀。積分部分逡逑是單極點IIR濾波器,其反饋系數(shù)為1,梳狀部分是對稱的FIR濾波器。逡逑5逡逑
圖2.2數(shù)字AGC原理框圖逡逑
【學位授予單位】:杭州電子科技大學
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【學位授予年份】:2019
【分類號】:TN850
【參考文獻】
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本文編號:2629569
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