基于多相滤波的正交采样零中频数字化接收及QPSK高速解调的FPGA实现

针对高速率QPSK数据传输链系统,比较分析了数字中频接收与零中频接收的优、缺点,并提出了一种基于多相滤波的宽带中频正交采样数字零中频接收方案。基于FPGA对此数字零中频正交变换方案进行了实现和验证,同时,对一种全数字零中频QPSK信号的高速解调算法及其FPGA硬件实现进行了介绍。     

数字中频接收机信号处理的研究

大规模集成电路的发展使得数字中频采样收发机的实现成为现实。本文使用宽带中频数字化方案,利用FPGA中的IP核把经过AD转换后的中频信号通过数字下变频处理为基带信号,并利用Matlab中的Dspbuilder提供的IP核得到了总体的仿真结果。该接收系统用于WCDMA移动通信网络的基站体系中,能很好地实现手机信号覆盖和传输。     

软件无线电技术在中频接收机中的应用

中频接收机的输入信号为一个带通信号,在进行数字处理前,必须先对其进行数字化变换,即正交接收处理-将一个实信号变成两个正交数字序列。变换后的数字信号具有数字化前模拟中频信号的全部相位和幅度信息。主要探讨如何利用软件无线电技术实现中频接收机的数字采样及正交变换。     

基于FPGA的中频信号数字处理的技术实现

介绍了一种基于现场可编程逻辑门阵列（FPGA）的中频信号数字处理的技术实现方法,可以用来实现雷达信号的实时接收和分选,讨论了中频数字化处理的关键技术和信号参数测量的基本原理,并给出了宽带中频数字下变频的实现方法,分析了自动门限测量和脉内整形的实现方法。仿真和工程实践表明,该方案具备可行性,占用资源少,能满足实时雷达信号处理的要求。     

一种简单的直接数字正交变换技术

为了尽可能多地用软件来实现通信接收机的处理功能，需要直接对中频信号进行采样，然后通过数字正交变换的方法得到同相和正交分量。首先对基于多相滤波法的数字正交变换原理进行分析，然后根据多抽样率信号处理理论，详细证明了内插时延滤波器能够用多相滤波器组中的子滤波器实现。     

宽带分数抽取数字下变频设计

在雷达宽带接收系统中,数字中频接收采样率的选择要受限于射频系统的整体设计架构,信号处理系统需要的基带信号数据率可能无法通过对采样信号进行整数抽取获得。针对宽带系统采样率高、数字下变频采用并行多相滤波算法结构、基带信号由多个并行支路组成的特点,以及FPGA处理速率的限制,宽带信号分数抽取运算通常只能采用并行多相方式实现。在宽带数字下变频并行多路基带信号的基础上,通过并行多相内插滤波和并行多相抽取滤波算法,不需要提高FPGA的处理时钟,实现对大带宽信号的分数抽取运算。     

中频接收机利用软件无线电技术的探讨

中频接收机的输入信号为一个带通信号，在进行数字处理前，必须先对其进行数字化变换，即将一个实信号变成两个正交数字序列。变换后的数字信号具有数字化前模拟中频信号的全部相位和幅度信息。本文主要探讨如何利用软件无线电技术实现中频接收机的数字采样及正交变换。     

某型雷达中频数字化仿真

依据某型精密进场雷达实时工作的信号体制,采用中频直接正交采样实现正交检波的方法完成数字中频信号处理。在Matlab仿真软件中对工作时的发射信号、回波中频信号进行计算机模拟和数字正交采样仿真,最后结合现场可编程门阵列提出中频数字化的工程设计方法。从仿真的结果来看,效果较好,可以较好地对接收的目标信号进行分析,从而进一步验证了正交解调方法的可行性,该方法可以在雷达信号处理当中加以广泛应用。     

大孔径宽带数字阵列时域波束形成方法

对线性调频信号进行拉伸处理已成功应用于宽带数字阵列雷达接收波束形成,但在大阵列孔径条件下,实现任意宽带雷达信号的收发数字波束形成目前仍是难点。文中根据宽带数字阵列雷达的特点和当今数字信号处理器件的发展,通过分析阵列处理误差,综合考虑工程实现复杂度和方法性能,给出了两种基于数字移相与数字延时的时域宽带数字波束形成方法。上述两种方法具有较好的工程可行性,且能够有效克服孔径效应实现任意宽带脉冲信号的收发数字波束形成。通过计算机仿真验证了方法的有效性,并讨论了对方法性能有重要影响的一些因素。     

一种雷达和侦察数字接收技术的设计与实现

中频数字接收部分是整个雷达和侦察设备的关键组成部分.基于雷达和侦察的数字接收技术包括窄带雷达处理和宽带侦察处理两部分.其中窄带处理包括幅相校正、窄带数字波束形成(DBF)和数字下变频部分,宽带处理包括数字信道化和宽带DBF部分.工程实现中,宽窄带处理在同一片板卡中实现,这样有利于设计和节约成本.最后,实验结果表明了该设计技术的正确性.     

基于NG-PON2的LTE信号和有线宽带 信号混传接入技术研究

对于运营商来说,为了应对皮飞站的大规模部署和用户日益增长的有线接入速率需求,充分利用好PON和4G 的各自优势,建立PON+LTE的融合宽带网络,实现优势互补,可为用户提供体验一致的高速宽带接入服务。文章详细分析了在NG-PON2中将LTE小基站信号和高速有线宽带信号混传的技术。仿真结果显示,在NG-PON2的备选技术-正交频分复用无源光接入网(OFDM-PON)中混传无线LTE信号和高速有线宽带信号可以省去无线信号的上下变频处理,技术实现简单,可以提升接入信号的多样性和速率。     

基于并行FIR滤波器结构的数字下变频

对宽带信号进行并行处理,可同时满足低功耗和实时性的要求,已成为目前宽带信号处理的研究热点。本文提出了一种可在FPGA中实现的并行快速FIR滤波器设计方法。该方法通过应用并行多相处理技术中的一种新型分布式处理算法,在滤波器结构上实现了多级级联的形式,增强了中频处理的灵活性和通用性,节省了硬件开销。仿真结果表明,该算法很好的解决了原始低通滤波器速度跟不上A/D采样率的问题,把采样率提高到了320MHz以上。同时该方法应用软件实现并行信号处理,避免了使用DDC专用芯片,具有较强的通用性,可以很好的移植到其他CPLD中。     

激光相干雷达中光单次下变频技术

在相干激光雷达远程测距中,为提高雷达的探测距离和距离分辨力,通常使用大时宽带宽积的信号如调频信号对光载波进行调制,并在接收端进行脉冲压缩处理,为降低接收端数字信号处理的数据量以提高运算的实时性,需要将接收信号下变频至合适的频段。传统的外差式雷达接收机需对光信号和电信号分别进行一次下变频,导致系统结构较复杂,且受器件非理想化的限制,下变频过程中会引入额外的噪声,此外还存在镜像频率噪声干扰的问题,导致解调信号信噪比降低。提出了一种将光信号直接下变频至脉冲压缩所需频段的方案,该方案使用正交解调的方式进行,能够简化系统结构同时抑制镜频噪声。首先将本振光进行频移并分为两束,通过控制相位使两本振光相互正交。将信号光分为两束并分别与两路本振光在光电探测器表面进行混频,接着对电信号进行采集,通过相关算法对幅相不平衡进行矫正。经仿真和实验,该方法能够在有效简化激光相干雷达接收机系统结构的同时避免镜频噪声干扰,在10 GSps采样率下,相较于外差式接收机,解调信号信噪比提高了约3 dB。     

宽带LFM信号数字脉压匹配滤波和去斜率方法的比较

在线性调频(LFM)信号数字脉压中，采用不同的数字脉压处理方法对脉压结果会有不同的影响。本文经理论分析和仿真验证，比较了数字脉压匹配滤波和去斜率两种方法的脉压性能。在这两种方法中，采样率、目标回波信号时延和目标多普勒频率的变化对数字脉压结果都有一定的影响，并且目标回波信号时延和目标多普勒频率之间有一定的对应关系。仿真试验结果为在工程应用中选择合适的数字脉压处理方法提供了依据。     

Photonic highway: broad-band ring subscriber loops using opticalsignal processing

The introduction of optical signal processing technology into transmission systems and basic experiments with optical drop/insert using bistable laser diodes are discussed. With broadband integrated services digital network (B-ISDN) architecture and technology now under study, optical signal processing (OSP) is being considered to increase network capacity and flexibility. B-ISDN will require over 40 Gb/s in the feeder loop that connects the central office and remote terminals having drop/insert function. Remote terminals will process large amounts of high-speed data. An OSP-based broadband subscriber loop photonic highway that uses a ring architecture linking photonic access nodes (PANs) that directly process optical signals is proposed. Each PAN has an optical drop/insert function and can synchronize optical frame signals using a proposed optical sampling memory. Optical drop/insert experiments confirmed the feasibility of the proposed method     

QRS feature extraction using linear prediction

This communication proposes a method called linear prediction (a high performant technique in digital speech processing) for analyzing digital ECG signals. There are several significant properties indicating that ECG signals have an important feature in the residual error signal obtained after processing by Durbin's linear prediction algorithm. This communication also indicates that the prediction order need not be more than two for fast arrhythmia detection. The ECG signal classification puts an emphasis on the residual error signal. For each ECG's QRS complex, the feature for recognition is obtained from a nonlinear transformation which transforms every residual error signal to a set of three states pulse-code train relative to the original ECG signal. The pulse-code train has the advantage of easy implementation in digital hardware circuits to achieve automated ECG diagnosis. The algorithm performs very well in feature extraction in arrhythmia detection. Using this method, our studies indicate that the PVC (premature ventricular contraction) detection has at least a 92 percent sensitivity for MIT/BIH arrhythmia database.     

采用压缩感知的直扩测控信号处理

鉴于扩频测控系统宽带化带来的高速采样压力和高数据率问题,研究了基于压缩感知的直扩测控信号处理方法。通过深入分析直扩测控信号稀疏性,构造了延时-多普勒基字典,提出了基于压缩感知直扩测控信号处理框架,并针对直扩测控信号特点给出了改进正交匹配追踪重构算法,最后针对该信号处理方法的可行性和性能分别进行了仿真实验。仿真结果不仅验证了方法的可行性,同时表明可以在不影响解调性能条件下大幅度降低采样率或数据率,并具有一定的降噪效果,这将为直扩测控通信系统提供一种高效的模数转换和同步解调处理方式。     

FM信号数字化解调算法的改进与实现

针对FM(调频)信号数字化解调中叉积鉴频法存在占用资源大、精度低和只适用于窄带信号解调的缺点,采用了一种改进的解调算法,该算法通过改变对I路和Q路信号的处理方法,避免计算近似反正切值,最大限度降低了算法复杂程度,实现了占用资源小、精度高和满足窄带和宽带信号的解调。经MATLAB软件仿真并利用Quartus II 11.0软件基于Cyclone III芯片设计仿真,验证了该算法是可行的。     

基于多相滤波的ILS信号的数字正交变换技术

为了尽可能多地用软件来实现仪表着陆系统（ILS）接收机的信号处理,需要对导航信号进行数字化,而基于多相滤波的数字正交变换无需正交本振,结构上也更适用于实时处理系统。介绍了ILS的工作原理及信号体制,研究了基于多相滤波的ILS信号的数字正交变换技术,通过MATLAB仿真验证了设计的可行性。     

Wideband array processing using a two-sided correlationtransformation

A new method for broadband array processing is proposed. The method is based on unitary transformation of the signal subspaces. We apply a two-sided transformation on the correlation matrices of the array. It is shown that the two-sided correlation transformation (TCT) has a smaller subspace fitting error than the coherent signal-subspace method (CSM). It is also shown that unlike CSM, the TCT algorithm can generate unbiased estimates of the directions-of-arrival, regardless of the bandwidth of the signals. The capability of the TCT and CSM methods for resolving two closely spaced sources is compared. The resolution threshold for the new technique is much smaller than that for CSM