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隨機(jī)(jī)信號(hào)(hào)分析

  • 雷達(dá)信號(hào)預(yù)處理算法的研究

    在VTS(Vessel Tramc Services船舶交管系統(tǒng))系統(tǒng)中,雷達(dá)信號(hào)的處理器的能力己成為制約雷達(dá)目標(biāo)錄取、跟蹤處理能力和可靠性以及整個(gè)VTS系統(tǒng)工作的主要因素。隨著區(qū)域性VTS的建立,要求將雷達(dá)信號(hào)以最高的質(zhì)量和最低的代價(jià)遠(yuǎn)距離傳輸,而達(dá)到這一要求的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)一雷達(dá)信息的壓縮處理也將受到雷達(dá)信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)的影響。 因此,研究更有效的VTS雷達(dá)信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)是一項(xiàng)很有價(jià)值和實(shí)際意義的工作。本文是在前人研究成果的基礎(chǔ)上,面向?qū)嶋H應(yīng)用的需求,主要研究VTS雷達(dá)信號(hào)預(yù)處理算法的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)手段,設(shè)計(jì)完成了一個(gè)數(shù)字化的雷達(dá)原始信號(hào)實(shí)時(shí)采集與處理系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)主要包括雷達(dá)信號(hào)的采集、雜波抑制處理以及與DSP芯片的信號(hào)傳輸。在硬件結(jié)構(gòu)上,本設(shè)計(jì)采用FPGA完成信號(hào)的采集、CFAR處理和雷達(dá)信號(hào)檢測(cè)器的設(shè)計(jì),將大量的以前需要由DSP芯片來(lái)完成的算法移植到FPGA中實(shí)現(xiàn),大大減輕了DSP芯片的工作壓力,也減小了系統(tǒng)的體積。 在算法研究中,設(shè)計(jì)中重點(diǎn)討論了雜波的抑制方法和目標(biāo)的檢測(cè)方法。本文在研究了大量現(xiàn)有的雷達(dá)信號(hào)雜波抑制及信號(hào)檢測(cè)的算法的基礎(chǔ)上,比較了各種算法的優(yōu)劣,最終選擇了一種適合本次設(shè)計(jì)要求的CFAR算法和雙極點(diǎn)濾波雷達(dá)信號(hào)檢測(cè)器在FPGA中實(shí)現(xiàn)。 論文中對(duì)設(shè)計(jì)中所采用的方法給出了理論分析、試驗(yàn)仿真結(jié)果和試驗(yàn)實(shí)際調(diào)試結(jié)果。通過(guò)本文所述的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn),本文設(shè)計(jì)的雷達(dá)信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)雷達(dá)視頻信號(hào)的采集與傳輸都有很好的效果,所選用的雜波處理算法對(duì)雷達(dá)雜波、雨雪雜波和陸地回波都具有較好的抑制作用,能有效地處理雷達(dá)雜波中的尖峰成分,使信噪比得到較大改善。

    標(biāo)簽: 雷達(dá)信號(hào) 法的研究 預(yù)處理

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:pei5

  • 跳頻信號(hào)檢測(cè)與接收系統(tǒng)

    擴(kuò)展頻譜通信技術(shù),它的突出優(yōu)點(diǎn)是保密性好,抗干擾性強(qiáng).隨著通信系統(tǒng)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)與微電子技術(shù)發(fā)展,越來(lái)越多的通信系統(tǒng)構(gòu)建于這種技術(shù)之上.在實(shí)際擴(kuò)頻通信系統(tǒng)工程中,用得比較普遍的是直擴(kuò)方式和跳頻方式,它們的不同在于直擴(kuò)是采取隱藏的方式對(duì)抗干擾,而跳頻采取躲避的方式. 西方國(guó)家早在20世紀(jì)50年代就開始對(duì)跳頻通信進(jìn)行研究,在上個(gè)世紀(jì)末的幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中,跳頻電臺(tái)得到了普遍的應(yīng)用.跳頻通信的發(fā)展促進(jìn)了其對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展,目前,世界主要幾個(gè)軍事先進(jìn)的國(guó)家,已經(jīng)研究出高性能的跳頻通信對(duì)抗設(shè)備,國(guó)內(nèi)這方面的發(fā)展相對(duì)國(guó)外差距比較大. 未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)是科學(xué)技術(shù)的斗爭(zhēng),研究跳頻通信對(duì)抗勢(shì)在必行.基于這種目的,本文研究和設(shè)計(jì)了跳頻檢測(cè)的FPGA實(shí)現(xiàn),利用基于時(shí)頻分析的處理方法,完成了跳頻信號(hào)檢測(cè)的FPGA實(shí)現(xiàn),通過(guò)測(cè)試,表明系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,可以滿足實(shí)際的需要.主要內(nèi)容包括: 1.概述了跳頻檢測(cè)接收研究的發(fā)展動(dòng)態(tài),闡述了擴(kuò)展頻譜通信及短時(shí)傅立葉變換的原理. 2.分析了基于快速傅立葉變換(FFT)處理跳頻信號(hào),檢測(cè)跳頻的可行性,利用FFT檢測(cè)頻譜的原理,合理使用頻譜采樣策略,做到了增加頻譜利用率,提高了檢測(cè)概率和分析信噪比;利用抽取內(nèi)插技術(shù)完成數(shù)據(jù)速率的轉(zhuǎn)換,使其滿足后續(xù)信號(hào)的處理要求;利用同相和正交的DDC實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),完成對(duì)跳頻信號(hào)的解跳. 3.設(shè)計(jì)完成了跳頻信號(hào)檢測(cè)與接收系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn),其主要包括:數(shù)據(jù)速率變換的實(shí)現(xiàn),FIR低通濾波器的實(shí)現(xiàn),快速傅立葉變換(FFT)的實(shí)現(xiàn),下變頻的實(shí)現(xiàn)等.在濾波器的實(shí)現(xiàn)中,提出了兩種設(shè)計(jì)方法:基于常系數(shù)乘法器和分布式算法濾波器,分析了上述兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇用分布式算法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的低通濾波器;在快速傅立葉變換實(shí)現(xiàn)中,分析了基2和基4的算法結(jié)構(gòu),并分別實(shí)現(xiàn)了基2和基4的算法,滿足了不同場(chǎng)合對(duì)處理器的要求.在下變頻的設(shè)計(jì)中,使用濾波器的多相結(jié)構(gòu)完成抽取的實(shí)現(xiàn),并使用低通濾波器使信號(hào)帶寬滿足指標(biāo)的要求.此外,設(shè)計(jì)中還包括雙端口RAM的實(shí)現(xiàn),比較模塊的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)緩存模塊和串并轉(zhuǎn)換模塊的實(shí)現(xiàn). 4.介紹了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬件平臺(tái).

    標(biāo)簽: 跳頻信號(hào) 檢測(cè) 接收系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 自適應(yīng)濾波器算法設(shè)計(jì)及其FPGA實(shí)現(xiàn)

    自適應(yīng)濾波器是智能天線技術(shù)中核心部分-自適應(yīng)波束成形器的關(guān)鍵技術(shù),算法的高效穩(wěn)定性及硬件時(shí)鐘速率的快慢是判斷波束成形器性能優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)。 首先選取工程領(lǐng)域最常用的自適應(yīng)橫向LMS濾波算法作為研究對(duì)象,提出了利用最小均方誤差意義下自適應(yīng)濾波器的輸出信號(hào)與主通道噪聲信號(hào)的等效關(guān)系,得到濾波器最佳自適應(yīng)參數(shù)的方法。并分析了在平穩(wěn)和非平穩(wěn)環(huán)境噪聲下,濾波器的收斂速度、權(quán)系數(shù)穩(wěn)定性、跟蹤輸入信號(hào)的能力和信噪比的改善等特性。 在分析梯度自適應(yīng)格型算法的基礎(chǔ)上,提出利用最佳反射系數(shù)的收斂性和穩(wěn)定性,得到了梯度自適應(yīng)格型濾波器的定步長(zhǎng)改進(jìn)方法;并以改進(jìn)的梯度自適應(yīng)格型和線性組合器組成梯度自適應(yīng)格型聯(lián)合處理算法,在同樣環(huán)境噪聲下,相比自適應(yīng)橫向LMS算法,其各項(xiàng)性能指標(biāo)都得到了極大地改善,而且有利于節(jié)省硬件資源。 設(shè)計(jì)了自適應(yīng)橫向LMS濾波器和梯度自適應(yīng)格型聯(lián)合處理濾波器的電路模型,并用馳豫超前技術(shù)對(duì)兩類濾波器進(jìn)行了流水線優(yōu)化。利用Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C5T144C6芯片和多種EDA工具,完成了濾波器的FPGA硬件設(shè)計(jì)與仿真實(shí)現(xiàn)。并以FPGA實(shí)現(xiàn)的3節(jié)梯度自適應(yīng)格型聯(lián)合處理器為核心,設(shè)計(jì)了一種TD-SCDMA系統(tǒng)的自適應(yīng)波束成形器,分析表明可以很好地利用系統(tǒng)提供的參考信號(hào)對(duì)下行波束進(jìn)行自適應(yīng)成形。

    標(biāo)簽: FPGA 自適應(yīng)濾波器 算法設(shè)計(jì)

    上傳時(shí)間: 2013-07-16

    上傳用戶:xyipie

  • 基于FPGA的GPS中頻數(shù)字接收機(jī)

    本文進(jìn)行了基于FPGA的GPS直序偽碼擴(kuò)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)和數(shù)字化硬件實(shí)現(xiàn)。論文首先對(duì)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行了分析,并對(duì)與數(shù)字化接收機(jī)直接相關(guān)聯(lián)的GPS信號(hào)中頻部分結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)要求進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析,由此確定了數(shù)字化偽碼捕獲跟蹤接收機(jī)研制的具體要求,之后完成了接收機(jī)中頻數(shù)字化方案設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)偽碼捕獲跟蹤后端的載波捕獲跟蹤的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了描述和分析。最后利用EDA工具在FPGA芯片上實(shí)現(xiàn)了GPS數(shù)字化接收機(jī)的偽碼捕獲跟蹤。 受工作環(huán)境的制約,GPS衛(wèi)星接收機(jī)系統(tǒng)首先表現(xiàn)為功率受限系統(tǒng),接收機(jī)必須滿足在低信噪比條件下工作。同時(shí)接收機(jī)與衛(wèi)星間高動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的多普勒頻率,給接收機(jī)實(shí)現(xiàn)快速捕獲帶來(lái)了難度。通過(guò)仿真分析,綜合了實(shí)現(xiàn)難度和性能兩方面因素,針對(duì)小信噪比工作條件提出了改進(jìn)型的序貫偽碼捕獲實(shí)施方案。同時(shí)按照捕獲概率和時(shí)間的要求,對(duì)接收機(jī)偏壓、上、下門限、NCO增益等進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真分析,確定了捕獲的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方案,偽碼跟蹤采用超前滯后環(huán)方案。捕獲完成后可使本地偽碼與接收偽碼的相對(duì)誤差保持在±1/4碼元范圍內(nèi),而跟蹤環(huán)路的跟蹤范圍為±4/3碼元,保證了捕獲到跟蹤的可靠銜接,同時(shí)采用可變環(huán)路帶寬措施解決了跟蹤速度和精度的矛盾。 在數(shù)字化實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中,給出了詳細(xì)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方案和分析,這樣在保證工作精度的同時(shí)盡量減少硬件資源的開銷,利用EDA工具,采用Veilog設(shè)計(jì)語(yǔ)言在Xilinx的VirtexII系列的XC2V500fg256的FPGA上完成數(shù)字化接收機(jī)偽碼捕獲跟蹤的實(shí)現(xiàn),并在其開發(fā)平臺(tái)上對(duì)數(shù)字化接收機(jī)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,在給定的工作條件下達(dá)到了設(shè)計(jì)性能和指標(biāo)要求。

    標(biāo)簽: FPGA GPS 中頻 數(shù)字接收機(jī)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的HDB3編譯碼設(shè)計(jì)

    一般由信源發(fā)出的數(shù)字基帶信號(hào)含有豐富的低頻分量,甚至直流分量,這些信號(hào)往往不宜直接用于傳輸,易產(chǎn)生碼間干擾進(jìn)而直接影響傳輸?shù)目煽啃?,因而要?duì)其進(jìn)行編碼以便傳輸。傳統(tǒng)的井下信號(hào)在傳輸過(guò)程中普遍采用曼徹斯特碼的編解碼方式,而該方式的地面解碼電路復(fù)雜。FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)作為一種新興的可編程邏輯器件,具有較高的集成度,能將編解碼電路集成在一片芯片上,而HDB3碼(三階高密度雙極性碼)具有解碼規(guī)則簡(jiǎn)單,無(wú)直流,低頻成份少,可打破長(zhǎng)連0和提取同步方便等優(yōu)點(diǎn)?;谏鲜銮闆r,本文提出了基于FPGA的}tDB3編譯碼設(shè)計(jì)方案。 該研究的總體設(shè)計(jì)方案包括用MATLAB進(jìn)行HDB3編譯碼算法的驗(yàn)證,基于FPGA的HDB3碼編譯碼設(shè)計(jì)與仿真,結(jié)果分析與比較三大部分。為了保證該設(shè)計(jì)的可靠性,首先是進(jìn)行編譯碼的算法驗(yàn)證;其次通過(guò)在FPGA的集成設(shè)計(jì)環(huán)境QuartusⅡ軟件中完成HDB3碼的編譯、綜合、仿真等步驟,通過(guò)下載電纜下載到特定的FPGA芯片上,用邏輯分析儀進(jìn)行時(shí)序仿真;最后將算法驗(yàn)證結(jié)果與仿真結(jié)果作一對(duì)比,分析該研究的可行性與可靠性。 研究表明,基于FPGA的HDB3編譯碼設(shè)計(jì)具有體積小,譯碼簡(jiǎn)單,編程靈活,集成度高,可靠等優(yōu)點(diǎn)。

    標(biāo)簽: FPGA HDB3 編譯碼

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:siguazgb

  • Morlet小波分析的BOTDR信號(hào)處理

    基于布里淵散射的分布式光纖傳感器是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文介紹了基于布里淵散射的分布式光纖傳感器的的原理、應(yīng)用;布里淵時(shí)域反射技術(shù)(BOTDR)和布里淵時(shí)域分析技術(shù)(BOTDA)的原理。 受激布里淵散射(SBS)的過(guò)程中,入射光和散射光滿足耦合振幅方程組。我們對(duì)該方程組采用有限差分法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,并用Matlab模擬計(jì)算過(guò)程,對(duì)布里淵散射信號(hào)進(jìn)行分析。 根據(jù)布里淵散射信號(hào)的特點(diǎn),我們采用基于Morlet小波變換的DSP信號(hào)算法來(lái)處理 BOTDR傳感信號(hào)。通過(guò)對(duì)該算法的核心單元——快速傅立葉變換(FFT)的硬件實(shí)現(xiàn),我們?cè)赟tratix FPGA上實(shí)現(xiàn)了基于Morlet小波變換的DSP算法的硬件電路設(shè)計(jì)。 最后,在此基礎(chǔ)上,我們對(duì)電路功能進(jìn)行實(shí)際的仿真和驗(yàn)證,并和Matlab得到結(jié)果進(jìn)行比較和分析。

    標(biāo)簽: Morlet BOTDR 小波分析 信號(hào)處理

    上傳時(shí)間: 2013-07-22

    上傳用戶:牛布牛

  • 模電設(shè)計(jì)分析

    詳細(xì)的理論分析,可以對(duì)模擬電路的理論知識(shí)有較為全面透徹的了解

    標(biāo)簽: 模電 設(shè)計(jì)分析

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:aappkkee

  • 激光光譜探測(cè)中快速傅里葉變換

    激光光譜探測(cè)是激光偵查、激光告警、污染物檢測(cè)等領(lǐng)域中采用的重要技術(shù)。通過(guò)對(duì)來(lái)襲激光的光譜特征進(jìn)行識(shí)別,可以為光電對(duì)抗提供依據(jù)。本文在分析和研究現(xiàn)有激光光譜探測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了通過(guò)非掃描M-Z干涉法來(lái)獲取激光信號(hào)的相干圖,并對(duì)該圖進(jìn)行快速傅立葉變換,從而實(shí)時(shí)獲得激光光譜的技術(shù)。 在研究中,由M-Z干涉具形成的激光干涉條紋經(jīng)CCD相機(jī)轉(zhuǎn)換后以時(shí)間序列依次輸出電信號(hào),該時(shí)間序列的快速傅立葉變換用FPGA實(shí)現(xiàn)。論文依據(jù)告警系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間和信噪比的要求,確定了探測(cè)器陣列的結(jié)構(gòu)類型和有關(guān)參數(shù);設(shè)計(jì)了CCD相機(jī)和FPGA的接口電路;編寫了數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)模塊。 在快速傅立葉變換的實(shí)現(xiàn)上,首先確定了采用基2按時(shí)間抽取的方法作為實(shí)現(xiàn)算法;應(yīng)用型號(hào)為XC3S400的FPGA芯片,依靠ISE8.1軟件開發(fā)平臺(tái),用硬件語(yǔ)言編寫了精度為10位,序列長(zhǎng)度為512點(diǎn)的快速傅里葉變換程序,并將所有程序成功下載到FPGA的配置芯片中。 此外,論文還設(shè)計(jì)了顯示、電壓轉(zhuǎn)換、FPGA配置電路。最后,對(duì)設(shè)計(jì)的快速傅里葉變換模塊進(jìn)行了測(cè)試,將FPGA運(yùn)算結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果表明FPGA計(jì)算結(jié)果達(dá)到應(yīng)有的精度,運(yùn)行速度可以滿足激光光譜的實(shí)時(shí)探測(cè)要求。

    標(biāo)簽: 激光 光譜 探測(cè) 快速傅里葉變換

    上傳時(shí)間: 2013-08-04

    上傳用戶:hzy5825468

  • 基于FPGA的無(wú)線信道仿真器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

    隨著人們對(duì)無(wú)線通信需求和質(zhì)量的要求越來(lái)越高,無(wú)線通信設(shè)備的研發(fā)也變得越來(lái)越復(fù)雜,系統(tǒng)測(cè)試在整個(gè)設(shè)備研發(fā)過(guò)程中所占的比重也越來(lái)越大。為了能夠盡快縮短研發(fā)周期,測(cè)試人員需要在實(shí)驗(yàn)室模擬出無(wú)線信道的各種傳播特性,以便對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與測(cè)試。無(wú)線信道仿真器是進(jìn)行無(wú)線通信系統(tǒng)硬件調(diào)試與測(cè)試不可或缺的儀器之一。 本文設(shè)計(jì)的無(wú)線信道仿真器是以Clarke信道模型為參考,采用基于Jakes模型的改進(jìn)算法,使用Altera公司的StratixⅡ EP2S180模擬實(shí)現(xiàn)了頻率選擇性衰落信道。信道仿真器實(shí)現(xiàn)了四根天線數(shù)據(jù)的上行接收,每根天線由八條可分辨路徑,每條可分辨路徑由64個(gè)反射體構(gòu)成,每根天線可分辨路徑和反射體的數(shù)目可以獨(dú)立配置。通過(guò)對(duì)每個(gè)反射體初始角度和初始相位的設(shè)置,并且保證反射體的角度和相位是均勻分布的隨機(jī)數(shù),可以使得同一條路徑不同反射體之間的非相關(guān)特性,得到的多徑傳播信道是一個(gè)離散的廣義平穩(wěn)非相關(guān)散射模型(WSSUS)。無(wú)線信道仿真器模擬了上行數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境,上行數(shù)據(jù)由后臺(tái)產(chǎn)生后儲(chǔ)存在單板上的SDRAM中。啟動(dòng)測(cè)試之后,上行數(shù)據(jù)在CPU的控制下通過(guò)信道仿真器,然后送達(dá)基帶處理板解調(diào),最后測(cè)試數(shù)據(jù)的誤碼率和誤塊率,從而分析基站的上行接收性能。 首先,本文研究了3GPP TS 25.141協(xié)議中對(duì)通信設(shè)備測(cè)試的要求和無(wú)線信道自身的特點(diǎn),完成了對(duì)無(wú)線信道仿真器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的吸收和修改。 其次,針對(duì)FPGA內(nèi)部資源結(jié)構(gòu),研究了信道仿真器FPGA實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的困難和資源的消耗,進(jìn)行了模塊劃分。主要完成了時(shí)延模塊、瑞利衰落模塊、背板接口模塊等的RTL級(jí)代碼的開發(fā)、仿真、綜合和板上調(diào)試;完成了FPGA和后臺(tái)軟件的聯(lián)合調(diào)試;完成了兩天線到四天線的改版工作,使FPGA內(nèi)部的工作頻率翻了一倍,大幅降低了FPGA資源的消耗。 最后,在完成無(wú)線信道仿真器的硬件設(shè)計(jì)之后,對(duì)無(wú)線信道仿真器的測(cè)試根據(jù)3GPP TS 25.141 V6.13.0協(xié)議中的要求進(jìn)行,即在數(shù)據(jù)誤塊率(BLER)一定的情況下,對(duì)不同信道傳播環(huán)境和不同傳輸業(yè)務(wù)下的信噪比(Eb/No)進(jìn)行測(cè)試,單天線和多天線的測(cè)試結(jié)果符合協(xié)議中規(guī)定的信噪比(Eb/No)的要求。

    標(biāo)簽: FPGA 無(wú)線信道 仿真器

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 電源測(cè)量與分析入門手冊(cè)

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