本文關(guān)鍵詞：七通道北斗自適應(yīng)抗干擾算法與FPGA實(shí)現(xiàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的迅速發(fā)展,以北斗系統(tǒng)為核心的北斗產(chǎn)業(yè)也正在蓬勃發(fā)展之中,基礎(chǔ)產(chǎn)品、北斗終端、運(yùn)維等產(chǎn)業(yè)體系已經(jīng)逐步形成。衛(wèi)星信號(hào)屬于弱信號(hào),其到達(dá)地面的信號(hào)強(qiáng)度約-130dBm,且沒(méi)有附加的防護(hù)措施,極易受到外界各種形式的干擾而導(dǎo)致導(dǎo)航定位功能失效。干擾的形式、距離、方位和功率等信息的不確定導(dǎo)致對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的防護(hù)極為困難。因此抗干擾水平日益成為衡量導(dǎo)航系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。針對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)容易受到干擾而導(dǎo)致無(wú)法正常工作的弱點(diǎn),我國(guó)在北斗抗干擾領(lǐng)域投入了大量人力物力,致力于抗干擾研究。本項(xiàng)目探討了一種基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的七通道干擾抑制算法,并在FPGA上驗(yàn)證該算法。首先,本文對(duì)典型自適應(yīng)干擾抑制算法進(jìn)行簡(jiǎn)略介紹。給出干擾抑制方法的基本分類,有空域?yàn)V波、時(shí)域?yàn)V波及空時(shí)結(jié)合抗干擾濾波等。隨后講述了自適應(yīng)波束形成方法,該算法能夠在抑制干擾的同時(shí)增強(qiáng)有用信號(hào)。最后,詳細(xì)描述了幾種自適應(yīng)濾波算法,如遞歸最小二乘算法和最小均方誤差算法等。其次,在基本自適應(yīng)抗干擾算法的基礎(chǔ)上,討論了基于功率倒置算法的七陣元空時(shí)抗干擾的迭代實(shí)現(xiàn),主要采用LMS算法或RLS算法來(lái)完成迭代過(guò)程。為了使抗干擾算法能夠在硬件平臺(tái)上高速實(shí)時(shí)地進(jìn)行抗干擾處理,利用DLMS算法來(lái)實(shí)現(xiàn)空時(shí)抗干擾。本文討論了DLMS算法的改進(jìn),即利用重定時(shí)技術(shù)對(duì)空時(shí)功率倒置結(jié)構(gòu)的DLMS算法進(jìn)行改進(jìn),得到三種改進(jìn)結(jié)構(gòu),即TF-RDLMS、DF-RDLMS和TDF-RDLMS。本文利用MTLAB工具仿真了上述研究算法,分析了各個(gè)算法的性能及硬件實(shí)現(xiàn)的可行性。然后,本文在FPGA硬件平臺(tái)上對(duì)七通道北斗抗干擾算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn),介紹了基于FPGA的硬件系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì),包括ADC、FPGA、DAC等。隨后描述了七陣元自適應(yīng)抗干擾算法的FPGA實(shí)現(xiàn),包括數(shù)據(jù)的采集同步、對(duì)采樣數(shù)據(jù)的濾波及希爾伯特變換處理、TF-RDLMS算法實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)內(nèi)插處理。在FPGA上實(shí)現(xiàn)了干擾的抑制。最后,對(duì)七通道自適應(yīng)抗干擾系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了搭建,確定了測(cè)試方法和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試中使用的干擾信號(hào)的形式為寬帶干擾。在此基礎(chǔ)上,測(cè)試系統(tǒng)抑制單個(gè)、三個(gè)和六個(gè)寬帶干擾信號(hào)的能力,經(jīng)測(cè)試,本系統(tǒng)滿足了項(xiàng)目的指標(biāo)要求。
【關(guān)鍵詞】：北斗導(dǎo)航 抗干擾 功率倒置 TF_RDLMS FPGA
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)簡(jiǎn)介9-10
• 1.3 多通道抗干擾技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 本文的主要內(nèi)容及安排12-13
• 第二章 北斗導(dǎo)航自適應(yīng)抗干擾算法13-24
• 2.1 抗干擾技術(shù)分類13-18
• 2.1.1 空域抗干擾13-16
• 2.1.2 頻域抗干擾16-17
• 2.1.3 空時(shí)結(jié)合抗干擾17-18
• 2.2 波束形成18-20
• 2.2.1 傳統(tǒng)波束形成方法18-19
• 2.2.2 自適應(yīng)波束形成器19-20
• 2.3 自適應(yīng)濾波算法20-23
• 2.3.1 自適應(yīng)濾波算法原理20-21
• 2.3.2 遞歸最小二乘濾波算法21
• 2.3.3 最小均方誤差濾波算法21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 七通道自適應(yīng)抗干擾算法研究24-45
• 3.1 基于功率倒置的空時(shí)抗干擾的迭代實(shí)現(xiàn)24-26
• 3.1.1 功率倒置的LMS實(shí)現(xiàn)原理24-25
• 3.1.2 功率倒置的RLS實(shí)現(xiàn)原理25-26
• 3.2 DLMS算法26-36
• 3.2.1 DLMS基本原理26-29
• 3.2.2 重定時(shí)技術(shù)29-30
• 3.2.3 TF-RDLMS30-33
• 3.2.4 DF-RDLMS33-34
• 3.2.5 TDF-RDLMS34-36
• 3.2.6 RDLMS結(jié)構(gòu)性能對(duì)比36
• 3.3 抗干擾算法性能仿真實(shí)驗(yàn)36-44
• 3.3.1 LMS算法與RLS算法對(duì)比37-39
• 3.3.2 DLMS與LMS算法對(duì)比39-41
• 3.3.3 DLMS算法參數(shù)仿真41-44
• 3.4 結(jié)論44-45
• 第四章 七通道自適應(yīng)抗干擾FPGA實(shí)現(xiàn)45-68
• 4.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)45-46
• 4.2 系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)46-50
• 4.2.1 抗干擾硬件系統(tǒng)的ADC采樣電路設(shè)計(jì)46-48
• 4.2.2 抗干擾硬件系統(tǒng)的FPGA電路設(shè)計(jì)48-49
• 4.2.3 抗干擾硬件系統(tǒng)的DA數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)49-50
• 4.3 七陣元自適應(yīng)LMS抗干擾算法的FPGA實(shí)現(xiàn)50-67
• 4.3.1 AD數(shù)據(jù)同步設(shè)計(jì)51-53
• 4.3.2 帶通濾波器設(shè)計(jì)53-57
• 4.3.3 Hilbert濾波器設(shè)計(jì)57-60
• 4.3.4 TF-RDLMS算法的FPGA實(shí)現(xiàn)60-65
• 4.3.5 數(shù)據(jù)內(nèi)插實(shí)現(xiàn)65-67
• 4.4 設(shè)計(jì)總結(jié)67-68
• 第五章 七通道自適應(yīng)抗干擾系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試68-75
• 5.1 系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)搭建68-70
• 5.2 測(cè)試方法及測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)70-71
• 5.3 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果71-74
• 5.3.1 單寬帶干擾測(cè)試71-73
• 5.3.2 三寬帶干擾測(cè)試73
• 5.3.3 六寬帶干擾測(cè)試73-74
• 5.4 測(cè)試總結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 工作總結(jié)75-76
• 6.2 未來(lái)展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 攻碩期間取得的研究成果81-82

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