全数字宽带接收机的并行结构
宽带数字接收机信道化测频技术
２００７年６月 第３０卷第３期 舰船电子对抗 ＳＨＩＰＢ０ＡＲＤ ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣ Ｃ０ＵＮＴＥＲＭＥＡＳＵＲＥ Ｊｕｎ．２００７ Ｖｏ１．３Ｏ ＮＯ．３ 宽带数字接收机信道化测频技术 郑继刚，安 涛 （船舶重工集团公司７２３所，扬州２２５００１） 摘要：介绍了宽带数字接收机的组成，论述了采用多相滤波器组实现数字频率信道的方法，并分析了宽带数字接收 机所能达到的性能，给出了仿真结果。 关键词：宽带数字接收机；频率信道化；动态范围 中图分类号：ＴＮ８５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：ＣＮ３２—１４１３（２００７）０３—００５９—０４ Ｃｈａｎｎｅｌｉｚｉｎｇ Ｆｒｅｑｅｎｃｙ Ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ ＺＨＥＮＧ ｊｉ—ｇａｎｇ，ＡＮ Ｔａｏ （Ｔｈｅ ７２３ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＣＳＩＣ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ ２２５００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｄｅｂａｎｄ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔＯ ｒｅａｌｉｚｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｐｏｌｙ—ｐｈａｓｅ ｆｉｌｔｅｒ ｂａｎｋｓ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｗｉｄｅｂａｎｄ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ，ａｎｄ ｇｉｖｅｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｖｅ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｉｄｅｂａｎｄ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ；ｆｒｅｑｅｎｃｙ ｃｈａｎｎｅ“ｚａｔｉｏｎ；ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｇｅ １ 概 述 现代战场的信号环境越来越密集复杂，新体制 雷达不断出现，传统的模拟体制电子战侦察接收机 日益暴露出其不足，而数字接收机在这些方面却显 示出其优越性，主要体现在以下几个方面： （１）由于信号密度增大，同时到达信号的问题 变得更加突出，模拟体制的瞬时测频接收机、信道化 接收机对此都不能有效地解决，给信号分选、处理造 成了困难；而数字化接收机却有潜力解决同时到达 信号问题。 （２）由于模拟接收机在处理过程中丢失了雷达 信号的脉内信息，因此，对脉压体制的雷达不能进行 准确的测量、分选和识别；而数字化接收机在采样过 程中保留了信号的全部信息，有能力对脉压雷达进 行有效侦收。 （３）新体制雷达大多进行相干处理，其频率、时 间精度都大为提高。模拟接收机的测量精度已接近 其性能的极限，很难再有大幅度的提高，不能满足对 收稿日期：２００６—０９—１２ 这些雷达的准确分选、识别及精确引导干扰机的要 求；而数字化接收机在这方面却可以大有作为。 总之，模拟接收机发展至今，其技术日渐成熟， 性能逐渐达到其自身的极限，已不能满足现代战场 新的需要；而数字接收机的出现和发展，正顺应了时 代的需要。 ２ 电子战宽带数字接收机的主要组成 电子战接收机除具有足够宽的输入带宽、较高 的频率分辨率、足够大的动态范围、多信号并行处理 能力外，还必须具有足够快的测量速度（即瞬时响应 能力）。 信道化接收机就是具有以上特征的一种接收 机，它能够处理同时到达的多个信号，可以实现工作 频带内信号的全概率截获，可用于ＥＳＭ系统中。 近几年，随着数字信号处理技术特别是超大规模 ＦＰＧＡ器件的飞速发展，数字信道化技术已发展到 了可进入工程化应用研究的阶段。 数字信道化接收机的组成主要有射频变频器、
QPSK全数字接收机的关键技术
２６６ 中国工程物理研究院科技年报
重复频率高、脉冲波形较理想、脉冲幅度和宽度易调节。在本实验中采用雪崩管与脉冲变压器“过”驱动
及多管串联的方法得到高压脉冲输出如图２所示。实验表明多管串联脉冲源输出前后沿的快慢取决于栅极
驱动脉冲源的驱动能力以及场效应管串联电路的参数，可采用过驱动和多路并联法进一步提高输出指标。
４—７０ ＱＰＳＫ全数字接收机的关键技术
代 涛
介绍了一种高码率ＱＰＳＫ全数字接收机的定时同步和载波同步方法，采用数字转换跟踪环和ＣＯＳＴＡＳ
环实现同步。
首先进行定时同步。数字转换跟踪环提取定时误差仅要求一至两个采样点，得到定时误差后经过滤波
再用插值法即可得到近最佳采样点，此时Ｉ，Ｑ两路一个码元只有一个采样点，从而有效地减少了后一阶
段载波同步的计算量。
硬判决型ＣＯＳＴＡＳ环是算术运算和逻辑运算的方法，对正交解调输出的两路基带信号进行非线性处
理，产生相位误差控制信号，通过环路滤波，控制载波恢复锁相环路。硬判决型ＣＯＳＴＡＳ环具有入锁信噪
比低，误码率性能好的优点，适合信噪比低的ＰＳＫ信号的解调。
计算机仿真时，在Ｍａｔｌａｂ中首先生成ＰＮ ９的伪随机码作为基带信号。进行格雷码的预差分编码，上下
变频后得到正交和同相两路基带信号，调制中引入的频偏和初始相差在仿真中给定，通过算法来估计。仿
真结果表明能较好的实现数据恢复。 。～ — ； — 一
仿真后用ＶＨＤＬ语言在ＦＰＧＡ中进行硬件实现。高速信号处理板 一 ～ 一 — 包括Ａ／Ｄ采样芯片ＡＤ６６４５（最高采样率为６５瑚ｚ，１４ ｂｉｔ），时钟分 一 ‘ 一＿ 一＿
配器ＣＹ２３０５，Ｖｉｒｔｅｘ—ＩＩ Ｐｒｏ ＦＰＧＡ ＸＣ２ＶＰ７０和配置用的ｊ～ 一～。 ～
ＰＲＯＭ（ＸＣｆ３２Ｐ）。微波源４４３８Ｃ产生中频１０５ ＭＨｚ、比特率２０ Ｍｂｐｓ 竺釜 盏耋 ：兰 ｊ 二
的ＱＰＳＫ信号，Ｉ、Ｑ数据格式同上。任意波形发生器输出６０ＩＶ［Ｈｚ的 图１实测解调结果
基于FPGA的数字信道化接收机的研究及实现
号的处理只能采用流水作业的办法进行时分处理，这对电磁
环境越来越复杂的信息化战场是不适应的。解决的方法之一 是采用多台接收机并行工作，这显然会增加系统的复杂度、提
高系统成本；解决的第二个办法是多信道并行处理，增加单台
接收机的处理容量。这种多信道并行处理结构虽然能解决多
信号的同时处理问题，但它是以增加信号处理的复杂度、提高 成本来换取的。本文介绍一种基于多相滤波技术的数字信道
化接收机结构，这种结构将有助于降低复杂度，提高实时处理
能力，特另Ｕ是提高全宽开全概率截获能力。
数字信道化接收机的总体框图如图１所示：
Ａ，Ｄ 抽取滤波
ＣＮＯ＇］
．．．．．．．．． ｌ抽取滤波 均匀ＤＦＴ滤波器组
均匀ＤＦＴ滤波器组
图ｌ数字信道化接收机的总体框图 首先我们将中频采样得到的数据进行数字下变频，将采
样率降到有效带宽Ｂ的２．５倍左右。所谓有效带宽Ｂ，就是
信号可能出现的频率范围。在此，我们将信号带宽定义为ｂ。
利用均匀ＤＦｒ滤波器组我们就可以实现在Ｂ范围内带宽为
ｂ的信号的全概率截获。下面分别介绍各个模块的原理及其
＊电子科技大学电子工程学院成都６１００５４ 的滤波器组的处理速度的压力降低。利用频谱搬移和抽取滤
波就可以实现数字下变频。图２为抽取滤波器的实现框图。
ｃｌｃ（ＩＤ１）Ｈｃｌｃ补偿滤波器Ｈ多相ＦＩＲ￣Ｉ取滤波器（ＩＤＺ）
图２抽取滤波器的实现框图
在此采用采样率变换的多级实现。首先利用ＣＩＣ滤波
器作为第一级抗混叠滤波。ＣＩＣ滤波可以用来实现较高倍率
的抽取，以减轻后续处理负担。ＣＩＣ滤波器结构如图３：
图３ ＣＩＣ滤波器结构图 由图可知，ＣＩＣ滤波器由积分器和梳状滤波器的级联加上
抽取来完成。单级ＣＩＣ滤波器的阻带衰减很差，主瓣电平与
第一旁瓣电平之比仅为１３．６ｄＢ。所以要采用多级ＣＩＣ滤波器
的级联来提高阻带抑制，Ｑ级ＣＩＣ滤波器的旁瓣抑制为：
ａＱ＝２０１ｇ（罟） ＝Ｑ・加培（ Ｄ）＝［Ｑ・１３．４６］招（１）
数字化直接序列扩频接收机设计与实现
２００６年第４期 中 国 航海 塾篁塑塑 ： 坠
文覃编号：１００ｏ一４６５３（２００６）０４—００５１—０３ Ｎｏ．４ Ｄｅｃ。２００６ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．６９
数字化直接序列扩频接收机设计与实现
沈锋， 黄 平， 徐定杰
（哈尔滨工程大学，黑龙江哈尔滨１５０００１）
摘要：介绍了一种数字化ＤＳ／ＢＰＳＫ导航接收机设计方案与实现。该接收机采用了基于ＦＰＧＡ的硬件设计，结合数 字信号处理算法完成信号的捕获、跟踪、位置解算。捕获采用大步进串行捕获方案，采用Ｔｏｎｇ算法判决策略，伪码 跟踪采用全数字超前一滞后跟踪环（ＤＤＬＬ），载波跟踪采用全数字Ｃｏｓｔａｓ（ＤＰＬＬ）。最后对这种没计方案进行了试 验。 关键词：船舶、舰船工程；直接序列扩频；数字化；捕获；跟踪 中图分类号：Ｕ６６６．１ 文献标识码：Ａ
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｄｉｇｉｔｉｚｅｄ ＤＳ—ＳＳ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ
ＳＨＥＮ Ｆｅｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｐｉｎｇ，ＸＵ Ｄｉｎｇ－ｆｉｅ （Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｄｉｇｉｔｉｚｅｄ ＤＳ／ＢＰＳＫ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ。Ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｔｈｅ ＦＰＧＡ ｃｈｉｐ ｂａｓｅｄ ｈａｘＴ１ｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ ａｎｄ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｌｇｏｆｉｔｈｍ ｉｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｓｉｇｎａｌ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ， ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ａ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ａ ｌａｒｇｅｒ ｓｔｅｐ ａｎｄ ｓｅｒｉａｌ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ Ｔｏｎｇ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ａｌｓｏ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｃｅｉｖｅｒ．Ｔｈｅ ＤＤＬＬ ａｎｄ ｔｈｅ ＤＰＬＬ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｔｒａｃｋ ｔｈｅ ＰＮ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐｈａｓｅ ｏｆ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｓｉｇｎａｌｓ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．Ｓｏｍｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｈｉｐ；Ｎａｖａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ＤＳ—ＳＳ；Ｄｉｇｉｔｉｚｅ；Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；Ｔｒａｃｋｉｎｇ
一种基于差分相干积累的扩频信号开环同步捕获方法
第４７卷第５期 ２００７年１Ｏ月 国讥技
Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．４７ Ｎｏ．５ Ｏｃｔ．２ＯＯ７
文章编号：１００１—８９３Ｘ（２００７）０５—０１３１—０４
一种基于差分相干积累的扩频信号开环同步捕获方法
朱 彬 ，张 亮２
（１．成都大学信息网络中心，成都６１０１０６，２．中国电子科技集团公司第五十二研究所，杭州３１００１２）
摘要：将全数字接收机的结构引入到扩频接收机中，用一种前向的并行处理结构来代替传统码延
迟锁定环的反馈结构，采用差分相干积累的方法捕获低信噪比扩频信号的伪码相位。仿真结果表
明，这种方法能快速可靠地捕获低信噪比扩频信号的码同步，可以应用于开环的全数字扩频接收机
中。
关键词：扩频信号；相干积累；软件无线电
中图分类号：ＴＮ９１１ 文献标识码：Ａ
Ａｎ Ｏｐｅｎ——Ｌｏｏｐ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃａｐｔｕｒｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ
Ｓｐｒｅａｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｎｇ
ＺＨＵ Ｂｉｎ ＺＨＡＮＧ Ｌｉａｎｇ
（１．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１０１０６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｔｈｅ ５２ｎｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＣＥＴＣ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ ａｌｌ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎｔｏ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｓｐｒｅａｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ａ ｆｏｒ—
ｗａｒｄ ｐａｒａｌｌｅｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎｓｔｅａｄ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ，ａｎｄ ａ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｃｏｈｅｒｅｎｔ ａｃｃｕｍｕ—
基于脉冲调制的并行组合扩频通信系统性能研究
第２８卷第６期 ２０１１年６月 计算机应用研究 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｍ Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２０１ｌ
基于脉冲调制的并行组合扩频通信系统性能研究术
齐琳，郭黎利，姜晓斐
（哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，哈尔滨１５０００１）
摘要：为满足现代通信系统对通信的高效性和安全性的要求，提出一种基于脉冲调制的并行组合扩频通信系
统，结合超宽带通信脉冲调制和并行组合扩频通信各自在保密性能和高效通信能力方面的优点，使新的系统可
以同时具有高效的通信能力和良好的安全保密性能。设计、建立系统模型，并利用仿真软件对系统性能进行仿
真和分析。仿真结果表明，基于脉冲调制的并行组合扩频通信系统在误码性能方面优于常规超宽带脉冲调制通
信系统和常规正弦载波调制的并行组合扩频通信系统，并且可以通过并行组合扩频部分参数的设置提高系统的
信息传输速率；验证了脉冲调制并行组合扩频通信系统良好的误码性能、信息传输能力和系统可行性。
关键词：脉冲调制；超宽带；并行组合扩频；Ｍ—ＰＰＭ调制
中图分类号：ＴＮ９１１．６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－３６９５（２０１１）０６—２２８６—０３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３６９５．２０１１．０６．０７７
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｙ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｕｌｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
ＱＩ Ｌｉｎ，ＧＵＯ Ｌｉ—ｌｉ，ＪＩＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｆｅｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａ￣ｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｃｏｍｍａｎｄ ｏｆ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｉｎ ｍｏｄｅｒｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓ Ｐ印ｅｒ ｇａｖｅ ａ ｎｅｗ ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｙ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｕｌｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎ— ｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｐｕｌｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ＵＷＢ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｙ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｕｌｄ ｐｏｓｓｅｓｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｆｉｎｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｓｅｔ ｕＤ ｂｙ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｇａｖｅ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｉｔ ｅＩＴＯｒ ｒａｔｅ（ＢＥＲ）ｐｅｒ－ ｉｂｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｎｏｒｍａｌ ｐｕｌｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ＵＷＢ ｃｏｒｎ． ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｎｏｒｍａｌ ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｙ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ＢＥＲ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ａｌ８０ ｂｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｂｙ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｙ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｖｅｒｉｆｒ ｆｉｎｅ ＢＥＲ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｕｌｓｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ｕｌｔｒａ ｗｉｄｅｂａｎｄ；ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｙ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ；Ｍ—ＰＰＭ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
全数字接收机中定时恢复的研究
２Ｏ１１年第３期 总第１６５期 光通信研究 ＳＴＵＤＹ ０Ｎ ＯＰＴＩＣＡＬ Ｃ（）ＭＭＵＮＩＣＡＴＩｏＮＳ ２Ｏ１１．０６ （ｇｕｍ．Ｎｏ．１６５）
全数字接收机中定时恢复的研究 无线通信技术
赵渝 。，郭见兵 ，陈东进 。
（１．光纤通信技术和网络国家重点实验室，湖北武汉４３００７４； ２．武汉虹信通信技术有限责任公司，湖北武汉４３００７４）
摘要：定时恢复是全数字接收机中的核心技术之一，文章在传统的Ｇａｒｄｎｅｒ定时恢复理论基础上研究了一种改进的定时恢复 方法。提出了一种改进的插值结构，并对控制器进行了改进。以四相移相键控（ＱＰＳＫ）信号为例进行了仿真验证，仿真结果 表明上述方法可以很好地解决定时恢复问题，并可降低系统的实现成本。 关键词：全数字接收机；定时恢复；内插滤波器；Ｇａｒｄｎｅｒ算法 中图分类号：ＴＮ９４８．５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５—８７８８（２０１１）０３—００６１—０３
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｉｍｉｎｇ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｉｎ ａｌｌ—ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ
Ｚｈａｏ Ｙｕ ～．Ｇｕｏ Ｊｉａｎｂｉｎｇ ～。Ｃｈｅｎ Ｄｏｎｇｊｉｎ ’ （１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｗｕｈａｎ Ｈｏｎｇｘｉｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｉｍｉｎｇ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ａｌｌ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｇａｒｄｎｅｒ ｔｉｍｉｎｇ ｒｅｃｏｖｅｒｙ，ａ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｔｉｍｉｎｇ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｍｏｄｉｆｉｅｄ．Ｔｈｉｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｏｎ ＱＰＳＫ ｓｉｇｎａｌｓ ａｓ ｅｘａｍｐｌｅｓ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ａ ｇｏｏｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｔｉｍｉｎｇ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｙｓｔｅｍ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｌｌ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ；ｔｉｍｉｎｇ ｒｅｃｏｖｅｒｙ；ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｏｒ；Ｇａｒｄｎｅｒ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
一种宽带数字信道化接收机
２０１０年６月 第３７卷第３期 西安电子科技大学学报（自然科学版） Ｊ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＸＩＤＩＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｊｕｎ．２０１０ Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．３
一种宽带数字信道化接收机
王宏伟 ，赵国庆 ，王玉军 。，鲍 丹
（１．西安电子科技大学电子对抗研究所，陕西西安７１００７１； ２．空军工程大学电讯工程学院，陕西西安７１００７７）
摘要：由于数字接收机对瞬时宽带信号实时处理以及高精度测量的要求，所以设计了一种高效的数字 信道化接收机系统．采用多相滤波和短时快速傅里叶变换技术结合多相快速傅里叶变换的实时宽带数 字接收机，能够对宽带信号实时滤波、检ｇｏ９和参数ｇｏ４量，不仅具有较高的时频测量精度，而且数据输出率 低．基于该方法利用现场可编程门阵列和数字信号处理器件设计了瞬时带宽为６４０ ＭＨｚ的宽带数字接
收机，提高了测量精度． 关键词：多相快速傅里叶变换；信道化接收机；参数估计
中图分类号：ＴＮ９７１．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—２４００（２０１０）０３—０４８７—０５
Ｗｉｄｅｂａｎｄ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｈａｎｎｅｌｉｚｅｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｄｅｓｉｇｎ
ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ—ｗｅｉ ，ＺＨＡＯ Ｇｕｏ—ｑｉｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｙｕ－ｊｕｎ 一，ＢＡＯ Ｄａｎ
（１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔ．ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ，Ｘｉｄｉａｎ Ｕｎｉｖ．，Ｘｉ’ａｎ ７１００７１，Ｃｈｉｎａ ２．Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇ．Ｉｎｓｔ．，Ａｉｒｆｏｒｃｅ Ｕｎｉｖ．，Ｘｉ’ａｎ ７１００７７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｓｈｏｕｌｄ ｐｏｓｓｅｓｓ ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｐｒｏｃｅｓｓ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｄａｔａ ｉｎ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗｉｄｅｂａｎｄ ｓｉｇｎａ１．Ａ ｎｅｗ ｋｉｎｄ ｏｆ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｈａｎｎｅｌｉｚｅｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｏｌｙｐｈａｓｅ ｆｉｌｔｅｒｓ ａｎｄ ｓｈｏｒ＞ｔｉｍｅ ＦＦＴ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ｐｏｌｙｐｈａｓｅ ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）．Ｉｔ ｃａｎ ｄｅｔｅｃｔ ｏｂｊ ｅｃｔｓ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗｉｄｅｂａｎｄ ｓｉｇｎａｌ ｉｎ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ．Ａ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ａ ６４０ ＭＨｚ ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｕｓｉｎｇ ＦＰＧＡ ａｎｄ ＤＳＰ ｄｅｖｉｃｅｓ．Ｉｔ ｈａｓ ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｉｍｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｌｏｗ ｄａｔａ ｏｕｔｐｕｔ ｒａｔｉｏ，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉＳ ｆｅａｓｉｂｌｅ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｐｈａｓｅ ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ｃｈａｎｎｅｌｉｚｅｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ；ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ
高速卫星两级并行CMA-LMS自适应均衡
高速卫星两级并行CMA-LMS自适应均衡
高翔;李勇;包建荣
【摘 要】为了克服高速宽带卫星传输非线性群时延信道等导致的信号传输码间干扰问题,提出了一种收敛快且稳态误差小的部分并行两级双模结构常模-最小均方(CMA-LMS)级联自适应均衡算法.该算法利用CMA及LMS算法,建立了两极双模盲-非盲混合均衡,并在频域采用了快速傅里叶变换(FFT)的快速部分并行滤波结构,以少量训练字占用微小带宽的代价,实现了高速并行高速宽带卫星传输非线性群时延信道均衡,提高了信号频带利用率,具有较好应用价值.仿真表明了该算法具有接近理想均衡滤波的较好性能.此外,还设计了采用部分并行结构的算法框架,并分析了其复杂度,使其可在资源有限约束下,实现高速可靠卫星非线性信道的频域均衡.%In
order to overcome the problem of inter-symbol interference in signal
transmission caused by the effect of non-linear group delay in high speed
broadband satellite transmissions, a partially parallel two-stage two-mode
CMA-LMS adaptive equalization with fast convergence speed and small
stable error is proposed in this paper.By the CMA and the LMS algorithm, a
two-stage hybrid two mode blind-or-not frequency domain equalization is
set up.In addition, a FFT based fast partially parallel filter structure is
宽带数字接收机中的超高速实时信号处理
第２８卷第２期 ２０１２年２月 科技通报
ＢＵＬＬＥＴＩＮ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖ０１．２８ Ｎｏ．２ Ｆｅｂ．２０１２
宽带数字接收机中的超高速实时信号处理
胡 亚Ｌ ，吴嗣亮
（１．北京理工大学信息与电子学院，北京１０００８１； ２．中国电科集团第五十四研究所，河北石家庄０５００８１）
摘 要：飞速发展的宽带数字接收机技术的瓶颈是实现器件的低速处理能力不能适应超高速ＡＤＣ产生 的超高速数据速率，常用的基于多相滤波的数字信道化方法和数字下变频方法形成的较低数据速率不 能适应对宽带信号的处理。本文提出了用多路并行的方式将大规模ＦＰＧＡ内相对丰富的资源在低速率
下合并为超高速处理的方法。在现有的工作速率为５００ ＭＨｚ以下的ＦＰＧＡ器件上实现了４．８ＧＨｚ的超高速 混频和超高速滤波，可满足信号带宽５００ ＭＨｚ的实时处理需求。 关键词：实时信号处理；宽带数字接收机；超高速
中图分类号：ＴＰ９１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—７１１９（２０１２）０２—００６９—０５
Ｕｌｔｒａ－Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎ Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ
ＨＵ Ｙ ，＿．ＷＵ Ｓｉｌｉａｎｆ
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔ．ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｔｈｅ ５４ｔｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＣＥＴＣ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｄｅｂａｎｄ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｉｓ ｔｈｅ ｍｉｓｍａｔｃｈ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｌｔｒａ—ｈｉｇｈ ｄａｔａ ｒａｔｅ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｂｙ ｕｌｔｒａ—ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ａｎａｌ０ｇ—ｔｏ—ｄｉｇｉｔａＪ ｃｏｎｖｅ￣ｅｍ（ＡＤＣ）．Ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｄｉｇｉｔａｌ ｃｈａｎｎｅｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ—ｇｕｉｄｅｄ ｄｉｇｉｔａｌ ｄｏｗｎ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｏｌｙ－ｐｈａｓｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，ｒｅｓｕｌｔ ｉｎｔｏ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗ ｄａｔａ—ｒａｔｅ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｎｏｔ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｗｉｄｅｂａｎｄ ｓｉｇｎａ１．Ａ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｐａｒａｌｌｅｌｅｄ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｕｎｉｔｅ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ａｂｕｎｄａｎｔ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ ＦＰＧＡ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｔｈｅ ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｍｉｘｅｒ ａｎｄ ｆｉｌｔｅｒ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ ｏｎ ＦＰＧＡ ｄｅｖｉｃｅｓ ｗｏｒｋｉｎｇ ａｔ ３００ＭＨｚ ｃａｎ ｏｐｅｒａｔｅ ａｔ ４．８ＧＨｚ ａｎｄ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｒｅａｌ－ ｔｉｍｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｓｉｇｎａｌ ｗｉｔｈ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｕｐ ｔｏ ５００ＭＨｚ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｗｉｄｅｂａｎｄ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ；ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ