【摘 要】
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现代无线电通讯系统中,系统面临的电磁环境越来越复杂,宽频段覆盖和实时处理的需求,给多通道信号采集处理系统带来了巨大的挑战。基于接收阵列的多通道采集和处理技术,在实现AD精确采样同步的基础上,通过波束形成等处理算法,能够提高感兴趣信号的信噪比,对于无线电实时处理系统性能的提升有重要的意义。本论文面向多通道采集和处理系统,基于ADC+FPGA+嵌入式CPU的结构,研究了信号的多通道同步采集,通道均衡优
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现代无线电通讯系统中,系统面临的电磁环境越来越复杂,宽频段覆盖和实时处理的需求,给多通道信号采集处理系统带来了巨大的挑战。基于接收阵列的多通道采集和处理技术,在实现AD精确采样同步的基础上,通过波束形成等处理算法,能够提高感兴趣信号的信噪比,对于无线电实时处理系统性能的提升有重要的意义。本论文面向多通道采集和处理系统,基于ADC+FPGA+嵌入式CPU的结构,研究了信号的多通道同步采集,通道均衡优化,再到信道化和波束形成算法等处理过程。并对其中涉及的关键技术点进行结构设计和工程实现。最后对各个流程的效果进行性能分析。本论文主要工作如下:1)研究多系统协同的多通道同步数字接口技术,利用高速接口协议JESD204B的独特优势,在高带宽、高采样率场景下,提出了一种多系统的时钟同步校准方案,并实现了系统间多通道数据帧对齐。并完成数字下变频、分数变采样、抗混叠滤波等基带处理算法设计及架构实现。2)研究WOLA结构的均匀信道化算法,对算法的串行与并行处理结构进行资源和性能进行比较分析,并基于FPGA结构特点,设计了部分并行化WOLA算法的处理结构,并对结构的通用性给出了证明。3)研究波束形成处理机构架,基于FPGA+嵌入式CPU的软硬协同思想,设计了频域通道均衡、基于时延滤波器的宽带数字波束合成算法结构,并进行了多系统协作的拓扑设计。系统支持在线多通道均衡,以及实时调转波束指向。4)在硬件平台中对各个模块实现效果进行测试,验证各个算法的功能正确,并进行性能分析。最后给出各个模块实际资源使用量。
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