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完全重构滤波器组优化及其在宽带信道化中的应用

杨松涛  
【摘要】:近年来,完全重构滤波器组的理论和设计得到了广泛的关注和研究,在软件无线电通信、多路复用器、电子对抗等领域均有广泛的应用。作为完全重构滤波器组中特殊的一类,余弦调制滤波器组和复指数调制滤波器组也受到了极大的关注和广泛的应用。在宽带数字信道化接收机中,信道化处理是一个重要的环节。信道化就是将接收带宽划分为若干个子信道,并对每个子信道的输出分别进行检测和分析,提取包含在接收带宽内的单个或多个相互独立的子带信号以便于后端的基带处理。本文深入研究了多种完全重构滤波器组算法和宽带数字信道化接收机的高效实现,着重研究了一种基于复指数调制完全重构滤波器组的宽带信道化算法,并在此基础上,结合滤波器组多相结构和时分多路复用技术实现了对一组2048路载波信号的数字信道化FPGA设计。论文的主要工作如下:1.分析了多种基于余弦调制、复指数调制完全重构滤波器组算法原理,并利用MATLAB语言实现了相应原型滤波器的设计。2.深入研究了一种基于复指数调制的完全重构滤波器组算法原理,并将其用于宽带信道化中。采用Matlab语言实现了16383阶原型滤波器的设计,并完成相应分析滤波器组和综合滤波器组的仿真验证(包括浮点仿真和定点仿真)。3.采用VHDL语言实现了一组2048路载波信号数字信道化的FPGA软件设计,整个FPGA软件设计主要包括数字分路和数字合路两部分。完成了对FPGA程序的仿真验证(包括功能仿真、时序仿真及硬件调试),程序运行稳定,各项技术指标均符合要求。


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