通道均衡和数字波束形成系统的FPGA实现

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阵列信号处理技术应用于许多领域,其中的数字波束形成(Digital BeamForming,DBF)算法和通道均衡技术得到了广泛发展。随着理论算法的成熟,如何降低运算量与工程实现的难度成为研究的热点。   本文分析了通道幅相误差产生的因为,建立阵列模型,通过仿真结果说明了幅相误差对DBF系统性能的影响。在研究几种通道均衡常用算法的基础上,从实时处理能力、运算量和运算复杂度等方面比较了各种算法的性能,以FPGA(FieldProgrammable Gate Array,现场可编程门阵列)为平台,选择可行的算法进行模型搭建和编程实现,给出了仿真结果、功能实现结果以及资源占用情况。充分利用FPGA内部高速稳定的硬件乘法器和存储资源,在已知波束合成权值的基础上,实现了基于FPGA的DBF系统,包括AD板的数字下变频处理、通道均衡处理、DBF板的波束形成处理、权值控制更新以及两板之间的高速LVDS数据传输,给出了各个功能模块的实现框图和系统测试结果。
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