
基于多相濾波的數字接收機的FPGA實現(3)
2012年05月23日 10:43 來源:互聯網 作者:秩名 我要評論(0)
?。?)串/并轉換模塊主要功能是降低數據速率,進行并行處理,原始采樣速率為2 000 MSPS,分成D=16路并行數據,每路數據速率變為125MSPS。
?。?)多相濾波模塊的功能是實現高效的多相濾波結構。它由兩級乘法器、有限沖擊響應濾波器(FIR)和16點并行FFT組成。其中,第一級乘法系數隨著數據的先后次序,并按1,1,-l,-1的順序變化來改變相應數據的符號。FIR濾波器采用全并行結構設計,原型低通濾波器的性能見表1。將原型濾波器分成16路,每相濾波器16階。第二級乘法器為一復數乘法。16點全并行FFT,采用流水線結構,可以在一個時鐘節拍內完成FFT運算的功能。
(3)信號檢測模塊的功能是對某一信道是否有信號進行判斷。多相濾波出來的信號為復數,可以對其取模,利用幅度進行門限檢測,同時可以測量到達時間和脈沖寬度。由于濾波器的暫態特性,脈沖信號通過濾波器組會產生“兔耳效應”,為了消除兔耳效應以及噪聲的影響,在每個信道門限檢測的后面加了一個最小脈寬檢測電路,把兔耳效應和噪聲引起的窄脈沖剔除掉,如圖9所示。
表1 原型低通濾波器參數
圖9 信道化濾波器組
(4)數據選擇模塊功能是將有信號信道的數據選出來,為后面的測頻做準備。不必在每個信道后面都接一個測頻模塊以減少后面的測頻模塊,節約芯片資源。
(5)瞬時測頻模塊功能是運用Rife算法估計檢測到信號的瞬時頻率,并消除鏡像信號的影響。根據門限檢測的到達時間,選取N點數據做FFT,左右各刪除N/4點,只取中間的N/2。對這N/2點做Rife插值,若最高譜線大于某固定值時,可以判斷該信道存在真實信號,否則為虛假信號。
?。?)脈沖描述字形成模塊是將上述截獲的脈沖信號的到達時間、脈沖寬度和瞬時頻率的參數編碼信息用PDW的形式輸出。
2.2 仿真驗證
經過在ISE中編譯、綜合、布局布線得到FPGA資源使用報告如表2所示;數字信道化接收機實現參數如表3所示。
表2 設計資源消耗
表3 數字信道化接收機實現參數
3結語
將理論算法和FPGA實現結合起來,分析了數字信道化的原理,提出了一種基于多相濾波的信道化接收機與Rife瞬時測頻 相結合的方法。這種方法實現了大帶寬的全概率接收,可以消除虛假信號,同時提高測頻精度。整個接收機在單片FPGA 中實現,采用并行和流水線操作,可實現實時檢測,生成脈沖描述字(PDW)。在信道化接收機的數字化、軟件化和小型 化發展方面具有重要的現實意義。
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