一种高效动态信道化接收机设计

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数字信道化接收机系统设计及硬件实现

1、前端模拟接收机
前端模拟接收机是数字信道化接收机的关键部分，主要作用是对输入信号进行低噪声放大、滤波和混频等处理，将接收到的信号转换为适合ADC采样的中频信号。在设计前端模拟接收机时，需要考虑以下因素：
（1）灵敏度：灵敏度是接收机的关键指标之一，它决定了接收机能够接收到的最小信号强度。为了提高系统的灵敏度，需要选择低噪声放大器（LNA）和混频器等具有低噪声性能的器件。
2、ADC
ADC是将模拟信号转换为数字信号的关键器件。在选择ADC时，需要考虑以下因素：
（1）采样率：采样率是ADC的重要指标之一，它决定了可以采样的频率范围。为了满足数字信道化接收机的需要，需要选择具有足够采样率的ADC。
（2）分辨率：分辨率是ADC的另一个重要指标，它决定了数字信号的精度。为了提高系统的性能，需要选择具有足够分辨率的ADC。
（1）传输速率：传输速率是高速数据接口的重要指标之一，它决定了数据传输的速度和质量。为了满足数字信道化接收机的需要，需要选择具有足够传输速率的高速数据接口。
（2）接口类型：接口类型是指高速数据接口所采用的接口协议和标准。为了实现与其他设备的兼容和互操作，需要选择具有通用性强的接口类型，如以太网、光纤通道等。
数字信道化接收机系统设计及硬件实现
目录
01 一、系统设计
03 参考内容
02 二、硬件实现
随着通信技术的快速发展，数字信道化接收机系统在通信、雷达、电子对抗等领域的应用越来越广泛。本次演示将介绍数字信道化接收机系统的设计原则和硬件实现方法。
一、系统设计
数字信道化接收机系统主要包括前端模拟接收机、模数转换器（ADC）、数字信号处理器（DSP）和高速数据接口等部分。
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WOLA滤波器组信道化接收机技术

x( r )
分组
( m) = X k
∑x
r =0
K −1
m
(r )WK− kr
根据式(5)～(8)，得到序列 X k (m) 的计算过程为[6]：
x(r + mD)
加权
傅里叶变换也称为加窗傅里叶变换。即对信号在时域加窗后再作傅里叶变换，可以求出信号的局部谱，离散短时傅里叶变换的定义为：
X k ( m) =
n =−∞ ∞
∑ h(mD − n) x(n)e
n =−∞
∞
− jwk n
=
∑ h(mD − n) x(n)W
j2 π / K
− kn K
k = 0,1,", K − 1
(1)
式中
wk = 2πk / K ；WK = e
；K为信道数目；D
为抽取倍数。对低通滤波器组，各支路的滤波器完全相同，硬件上需要实现K组，效率低。式(1)与DFT 变换相似，对其加以改进，可得到信道化接收机的多相DFT滤波器组结构[1]。令： pi (n) = h(nK − i ) xi (n) = x(nK + i ) i = 0,1," , K − 1 (2) 式中 pi (n) 是滤波器 h(n) 的多相形式。若 D = K ，
x0 ( m)
式(5)中令：
m (r ) = h(−r ) x(r + mD ) y
p0 ( m)
X 0 1 (m) p1 ( m)
K点 DFT
(m) 即为 y m (r ) 的离散傅里叶变换。上式中 m 则X k 变化时，窗不变而输入信号变化。为了采用FFT 算 m (r ) 折叠成为K点序列， m (r ) 每法进行计算，将y 把y [2] K点分成一组，然后累加到一起，即：

宽带大动态接收技术

宽带大动态接收技术
宽带大动态接收技术是一种用于接收动态信号的宽带技术。

它在信号处理和数据传输方面具有很大的应用潜力，能够有效地提高无线通信系统的容量和覆盖范围。

宽带大动态接收技术的基本原理是通过增加接收机动态范围来提高信号接收的性能。

传统的接收机在接收弱信号时会受到噪声干扰的限制，而宽带大动态接收技术可以通过将信号进行分割和组合的方式，使得接收机可以同时接收多个不同信号。

这种分割和组合的方法可以在不同的频率上接收信号，从而提高整个系统的信号接收性能。

宽带大动态接收技术有两个关键的步骤：信号分割和信号组合。

在信号分割过程中，接收机将传输信号分割成不同的子信号，并对每个子信号进行处理。

这样可以将不同频率上的信号分开，并避免信号之间的干扰。

在信号组合过程中，接收机将处理后的子信号重新组合成完整的信号。

这样可以提高信号的接收质量和容量。

在实际应用中，宽带大动态接收技术可以应用于多个领域。

它可以用于改善无线电通信系统的性能。

通过使用宽带大动态接收技术，系统可以同时接收多个信号，从而提高信号的接收质量和容量。

它还可以用于改善雷达和卫星通信系统的性能。

通过使用宽带大动态接收技术，雷达和卫星通信系统可以同时接收多个信号，从而提高系统的覆盖范围和探测能力。

宽带大动态接收技术还可以应用于医学影像等其他领域。

在医学影像领域，宽带大动态接收技术可以提高影像质量和分辨率，从而更好地检测疾病和病变。

基于多相滤波结构的高效动态数字信道化接收机设计

引言
现代数字接收机研究中，全概率数字接收机是重要的研究课题之一。传统的数字接收机【，由
于信道之间存在间隙，当信号落入信道之间的盲区时，就会导致信号失真。现代电子侦察中需要接收机一端能够实现全概率，动态地接收信号，以应对复杂的电磁环境。基于多相滤波结构的全概率数字
提出了一种能够高效动态滤波的数字信道化方法，该结构能够实现多信号检测以及重构。通过重构信号与原信号的比较验证了该结构具有几乎完全重构特性，并且在有噪声的情况下，该结构能够提高输出信号的信噪比。
ｚ埘＝∑
ｑ＝０
ｚ－ｑ ∑厅（ｇ＋２Ｍ１）ｚ一埘
ｌ＝０
（２）
令Ｅ（ｚ。）＝ ∑ｈ（ｑ＋２Ｍ／）ｚ埘，则：
，
（）：２兰（：）。一
ｑ＝０
（３）
Ａｐｉｌｒ，２０１３
基于多相滤波结构的高效动态数字信道化接收机设计
王海生１，黄振２，葛宁
（１．清华大学微电子学研究所，北京１０００８４：２．清华大学航空航天学院，北京１０００８４３清华大学电子工程系，北京１０００８４）

基于多相滤波器的高分辨率信道化接收机设计

第３５卷第１期２０１３年１月
现代雷达
ＭｏｄｅｒｎＲａｄａｒ
Ｖｏ１．３５Ｎｏ．１
Ｊａｎ．２０１３
・
Ｊｌｊ发技术・
中图分类号：ＴＮ９５７．５１
文献标志码：Ａ
摘要：针对无盲区的多相数字信道化接收机，综合考虑了原型滤波器的瞬态响应时间和系统后续处理速度，推导出选择滤
波器过渡带宽的数学公式，为信道化接收机的滤波器合理设计提供了评判标准。针对信道化接收机的频率分辨率受信道带宽限制的缺点，在系统后续处理中提出了重叠的离散傅里叶变换算法，减小计算量的同时提高了系统的实时性。能够灵活设置单组ＤＦＴ运算真分析验证了该高效设计的可行性。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｄｉｇｉｔａｌｐｏｌｙｐｈａｓｅ — ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｃｈａｎｎｅｌｉｚｅｄｒｅｃｅｉｖｅｒｗｉｔｈｎｏｂｌｉｎｄｚｏｎｅ，ｉｔｉｓｔｈｅｉｆｒｓｔｔｉｍｅｔｈａｔｂｏｔｈｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｓｙｓｔｅｍｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｔｈｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅｏｆｉｆｌｔｅｒａｒｅｃｏｎｃｅｒｎｅｄ，ａｎｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｉｓｏｂｔｍｎｅｄｔｏｃｈｏｏｓｅｔｈｅｂｅｓｔ

数字信道化接收机系统设计与硬件实现

由图5-11可以看出i/Q两路信号正交。由数据手册给出的参数,AD6654的NCO对任意输入频率,虚假抑制可达到100dBe以上。验证了AD6654工作正常。
5.3调试结论
通过调试,证明在该硬件平台上能够完成数字信道化接收机功能,包括:AD、DDC、数据预处理和信道化处理,能实现多模式动态配置,单块电路板可同时处理三通道模拟信号。目前系统主要参数为:中频:70MHz;带宽2MHz;采样率: 32.768MHz;抽取后数据率:2.048MHz;最大多相因子:8;最小子信道带宽: 125Hz。在该硬件平台上通过软件设计可改变以上参数,适应不同的系统要求。因此,该硬件平台满足系统需求,且具有通用性、灵活性。
AD6654的并口包括一个并口时钟PCLK,16位数据总线P[15:0],两个握手信号:ACK、REQ,三个指示信号:IQ、GAIN、CH[2:0]。并口时钟由AD6654的DDC模块输入时钟CLK经片上PLL分频得到,最高频率可达200MHz.ACK 是输入信号,表示FPGA准备好接收数据;REQ是输出信号,表示AD6654输出有效数据,因为DDC后数据率较低,并口时钟较高,因此并口数据不是连续的, REQ信号就特别重要;IQ信号用来指示I/Q两路数据,在REQ有效时IQ有一个周期为高表示该周期数据是I,下一周期IQ为低,表示该周期数据是Q。GAIN也有一个周期为高,表示该周期的数据是AGC增益字,但AGC功能可以被旁路,则没有增益字输出,GAIN始终为低,REQ的有效周期也会少一个。cri[2:o]在数
第五章系统接口及控制模块的实现
该IP Core的工作原理是:输入工作时钟outclock,datain h和datain1分别输入上升沿和下降沿要传送的数据,在输出端数据就会以DDR的形式输出。该系统用四个1-bit的altddio out核并行为链路口的四根数据线提供DDR数据。例如对应data的最低8-bit数据:data0-7,我们将data0、data4作为第一个altddio_out的输入,datal、data5;data2、data6;data3、data7分别作为第二、三、四个altddio_out 的输入,则在时钟上升沿输出data0、datal、data2和data3,下降沿输出data4、data5、data6和data7。使用IP Core不仅减少了程序设计的工作量,而且IP Core成熟的技术提高了系统在高速传输中的稳定性。输出时钟由CLK通过延迟和移相再和输出时钟使能信号相与得到,严格保证输出时钟:clk Out与数据的相对关系。

一种无盲区数字信道化接收机高效结构方案研究

一种无盲区数字信道化接收机高效结构方案研究作者：杜乔, 贺知明来源：《现代电子技术》2010年第13期摘要:利用多相滤波器组的成熟理论推导出一种高效的宽带数字信道化接收机结构,并且结合瞬时测频技术,可以实现多通道信号全概率适时接收的跨信道判决,避免虚假信号的产生。

利用Matlab进行了仿真测试和验证,仿真结果证明了该实现方法的可行性和有效性。

关键词:数字信道化; 多相滤波; 无盲区接收; 瞬时测频中图分类号:TN911 文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)13-0063-03Structure of Digital Channelized Receiver without Dead ZoneDU Qiao, HE Zhi-ming(University of Electronic Science and Technology, Chengdu 611731, China)Abstract: An architecture of a broadband digital channelized receiver was deduced with the mature theory of DFT polyphase filter banks. The cross-channel decision for receiving the multi-channel signals with total probability at the right time can be achieved in combination with the instantaneous frequency measurement technology to avoid the false signal generation. The simulation testing and verification were performed with Matlab software. The simulation result indicates that the method is feasible and effective.Keywords: digital channelization; polyphase filtering; receive without dead zone; instantaneous frequency measurement0 引言软件无线电作为未来无线通信的发展方向,吸引着国内外通信领域的科技人员对其各项关键技术进行全面深入的科学研究[1]。

宽带数字信道化接收机技术的热点和发展趋势

宽带数字信道化接收机技术的热点和发展趋势苏翔;傅其祥;李永祯;刘能【摘要】数字信道化接收机具有瞬时频带宽、动态范围大、能实现超宽带侦察的特点,能较好地满足现代电子战接收机的要求.首先介绍了数字信道化接收机的基本原理,在此基础上,重点分析了数字信道化接收机在信道化过程中的研究热点和难点,并简述了信道化接收机技术的发展趋势.【期刊名称】《航天电子对抗》【年(卷),期】2014(030)001【总页数】4页(P32-35)【关键词】数字信道化接收机;多相滤波;研究热点;发展趋势【作者】苏翔;傅其祥;李永祯;刘能【作者单位】国防科学技术大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室,湖南长沙410073;国防科学技术大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室,湖南长沙410073;国防科学技术大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室,湖南长沙410073;国防科学技术大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室,湖南长沙410073【正文语种】中文【中图分类】TJ76;TN970 引言数字信号处理理论的日益成熟和高速ADC、FPGA、DSP等数字信号处理芯片工艺水平的显著提高，推动宽带数字接收机技术迅猛发展。

目前，美军已经装备了瞬时带宽达500MHz的宽带中频数字接收机，康多公司生产的以宽带超外差调谐器和宽带信号处理器为核心的CS－6700高级电子支援／电子情报侦察系统，其频率范围为0.5～18GHz，系统灵敏度达到－90dBm。

相较于国外，国内对信道化接收机技术的研究起步较晚，大多处于理论探讨阶段，部分高校和研究所研制了一些实验系统。

例如，西安电子科技大学采用Xilinx公司的FPGA器件设计完成了一套雷达数字接收机系统，能处理的最大带宽为5MHz，最高工作频率为70MHz，幅度不一致性小于0.01dB，相位不一致性小于0.05°等［1］。

数字信道化接收机有两个工作过程：前端信道化过程和后端基带信号处理过程。

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在电子侦察领域中，为侦察接收机的一种体作制，道化接收机以其全概率接收和具有处理同时信到达信号能力的特点，为了该领域的研究热点．成用
于侦察接收领域的信道化接收机面对的信号均是未
相除，而得到输人信号频谱，从无需知道输入信号的
ＡｂｔａｔＡｄｎｍｉ，ｒｃｎｇｒｂｅｈｎｅｉｄｍｅｈｄｗａｒｐｓｄｔｏｖｒｓ — ｈｎｅｆｗｉｅｂｎｉ— ｓｒｃ：ｙａｃｅｏｆｕａｌ，ｃａｎｌｅｔｏｓｐｏｏｅｏｓｌｅｃｏｓｃａｎｌｏｄ — ａｄｓｇｉｚ
ｖｒａｉ．ｅｓｌｙｔ
Ｋｅｙｗｏｄｃｎｌｚｄｒｃｉｅｒｓ：ｈａｍｅｉｅｅｅｖｒ；ｃｏｓｃａｎｅ；ｅｆｃｅｔａｃｉｃｕｅ；ｐａａｌｌｆｓｏｉｅｒｎｓｏｍｒｓ — ｈｎｌｆｉｎｒｈｔｔｒｉｅｒｌｅａｔｆｕｒｒｔａｆｒ
ｎｌ．Ａｅｉｎｏｙａｃｒｃｎｉｕｒｂｅｃｎｅｉｅｅｅｖｒｗａｉｅｎｄｔｅｄｓｇｆｅｅｙｈｒｗａｅｃｒｕｔａｓｄｓｇｆｄｎｍｉｅｏｆｇａｌｈａｎｌｚｄｒｃｉｅｓｇｖｎａｈｅｉｎｏｖｒａｄｒｉｃｉｗａｅｃｂｄｉｅａｌｓｄｓｒｅｎｄｔｉ．Ｔｈｆｉｉｎｒｈｔｃｕｅｏｈｓｄｙａｃｒｃｎｉｕａｌｈａｎｅｉｅｅｅｖｒｗａｅｌｚｄｉｅｅｆｃｅｔａｃｉｅｔｒｆｔｉｎｍｉｅｏｆｇｒｂｅｃｎｌｚｄｒｃｉｅｓｒａｉｅ
类型，有一定的通用性；具但该方法每个信道都需做２次Ｆｒ运算量较大．Ｆ，文献［］对线性调频信号，２针
一
种高效动态信道化接收机设计
任春阳，张文旭，陈强
（尔滨工程大学信息与通信工程学院，哈黑龙江哈尔滨１００）５０１
摘
要：出了一种动态可重构信道化方法，提解决了宽带信号跨信道问题．出了动态可重构信道化接收机的给
ｔｃｕｅｃｎｓｖｏｓｏｒｅｔｒａａｅｌｔｆｈａｄｗａｅｒｓｕｃｆＦｒｅｏｒｅｏＰＧＡ．Ｔｈｙａｃｒｃｎｇｒｂｅｃｎｅｉｅｔｏａｅｌｚｙｅｄｎｍｉｅｏｆｕａｌｈａｎｌｚｄｍｅｈｄｃｎｒａｉｅｄ — ｉ
ｎｍｃｒｃｎｇｒｔｎｏｉｅｂｎｉｏｔｖｎｉａｍｏｕａｉｒｓｅｒｈｎｎｅｅｒａｉｅｎ・ａｉｅｏｆｕａｉｆｄ・ａｄｗｔｕｉｇｓｎｌｄｌｔｎｆｍｆｅａｄａｄｔｒｆｅｈｓｇｒｉｉｏｗ－ｈｇｉｇｏｏｂｏｈｏｈｈｕ・
第３７卷第０９期
２１００年９月
应
用
科
技
Ｖ０．７．．１３ № Ｏ９
ＡｐｉｄＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇｐｌｃｅｃｎｅｈｏｏｙｅ
Ｓｐ２１ｅ．００
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０－７Ｘ２１．９０４ｏ：０３６／．ｓ．０９６１．０００．Ｏｓ
中图分类号：Ｎ５Ｔ８１文献标识码：Ａ文章编号：０９７Ｘ（０００－０３０１０－１２１）９０１－４６
Ｄｅｉｎｏｎｅｃｅｎｙａｉｈａｎｌｅｅｅｖｒｓｇｆａｆｉｎｔａｄｄｎｍｃｃｎｅｉｄｒｃｉｅｉｚ
ＲＮＣｕ－ａｇＺＮｎＸ，ＨＥｉｎＥｈｎｙｎ，ＨＡＧＷｅ —ＵＣＮＱａｇ
（ｏｅｅｏｆｍｔｎａｄＣｍｕｉａｏｎｉｅｒｇＨａｉＥｇｎｅｎｎｅｓｙＨａｉ１００，ＣｉａＣｌｇｆｎｏａｉｎｏｍｎｔｎＥｇｎｅｎ，ｒｎｎｅｒｇＵｉｒｉ，ｒｎ５０１ｈｎ）ｌＩｒｏｃｉｉｂｉｉｖｔｂ
ｏｉｌＰｏｒｍｂｅＧｔＡｒｙ（ＰＡ）ａｄｔｅｉｐｅｎａｉｆｖｒｄｌｗｓｉｎｈｅｅｃｎａｃｉｎＦｅｄｒｇａｍａｌａｒｅａＦＧｎｌｈｍｍｅｔｔｎｏｅｅｙｍｏｕｅａｇｅ．Ｔｆｉｔｒｈ— ｏｖｉｆｅ
设计方案，对各部分硬件电路的设计进行了详细阐述．ＦＧ并在ＰＡ内部实现了动态可重构信道化高效结构，并给出了该高效结构各组成模块的实现方法，高效结构可大量节省ＦＧ该ＰＡ的硬件资源．态可重构信道化方法动
无需知道信号的调制形式即可实现宽带信号的动态重构，具有较强的通用性．关键词：动态可重构信道化；信道；跨高效结构；并行ＦｒＦ