一种高效信道化接收机设计与实现

一种高效信道化接收机设计与实现

一种高效信道化接收机设计与实现

张文旭，司锡才，孙强毅

（哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）

摘要：介绍一种高效结构的数字信道化接收机，从传统的低通滤波器结构形式出发，推导了基于多相滤波器组结构的实信号信道化接收机模型。构建了信道化接收机硬件平台，并采用均匀滤波器组划分形式，实现了双通道瞬时带宽４８０ＭＨｚ和单通道瞬时带宽９６０ＭＨｚ的信道化接收机。给出了该信道化接收机ＦＰＧＡ实现的具体功能结构，并通过系统实际测试，验证了信道化接收、信道判别和瞬时相位提取功能的正确性。

关键词：信道化接收机；多相滤波器组；高速Ａ／Ｄ；瞬时相位

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１５０００１，Ｃｈｉｎａ）

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在电子信息领域中，对于接收机的要求是处理的频

带尽可能宽、动态范围尽可能大，以便得到更宽的频率

响应为ｈ（ｎ），信道数为Ｋ，抽取比为Ｄ。采用临界抽取条

件，即Ｋ＝Ｄ情况下，可以由低通结构推导出多相滤波结构，即第Ｋ路信道的输出为［３１：

搜索范围，获取更多的信息量，并且具有检测同时到达信号的能力【１１。随着电子元器件的不断发展，ＡＤＣ的采样速率越来越高，这为接收机实现宽频带覆盖提供了硬件支持，而软件无线电中基于多相滤波结构的信道化接收又为实现全概率接收提供了理论依据【２１。

本文介绍一种基于多相滤波结构的高效信道化接

弘（ｍ）＝｛［ｓ（ｎ） ｅ］１０‘ｎ］×＾（ｎ））ｌ。：柚

＋∞

＝∑。（ｎ—ｉ）．。扣““一¨×＾（ｉ）Ｉ

ｋ一∞

（１）

ｌ”：，棚

定义：信号Ｄ倍抽取后多相结构表达式为知（ｍ）＝ｓ（ｍＤ—Ｐ），滤波器的多相分量表达式为％（ｍ）＝ｈ（ｍＤ＋ｐ），

用江渺＋ｐ带人式（１）中，可得：

收机，该接收机采用了美国国家半导体公司（Ｎａｔｉｏｎａｌ

Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）的高速采样器件ＡＤＣ０８Ｄ１０００与ＡＬＴＥＲＡ公司的ＳｔｒａｔｉｘＩＩ系列ＦＰＧＡ，可实现瞬时带宽４８０ＭＨｚ的

弛（ｍ）：∑∑ｓ（ｍＯ—ｉＤ－ｐ）ｅｊＯ，，（，，，Ｄ－ｍ－ｐ）ｘｈ（ｉＤ＋ｐ）

ｐ＝０ｉ＝一。

双通道信道化接收和瞬时带宽为９６０ＭＨｚ的单通道信道化接收。另外，考虑到该信道化接收后续信号处理问题，

采用了，１１公司的ＴＭＳ３２０Ｃ６０００系列ＤＳＰ芯片完成后续

：∑∑。［（ｍ—ｉ）Ｄ—ｐ］ｅｊ，Ｏ，［（ｍ－ｉ）Ｏ］×％（ｍ）。巾Ｉ’

ｐ＝Ｏｉ＝一∞

信号处理算法。

１高效信道化接收机结构模型

本文设计的信道化接收机结构模型采用多相滤波结构模型。假设输入信号为ｓ（ｎ），采用低通滤波器冲激

４８

：∑∑郎（ｍ—ｉ）ｅＪ吨［（＇ｎ－ｉ）Ｏｌｘ％（ｍ）ｅ巾坤

Ｐ＝０ｉ＝－∞Ｄ—Ｉ

＝姜Ｉｓ，（ｍ）。ｊ“ｋｍ，Ｄ×％（ｍ）］ｅ讹’

《电子技术应用》２００８年第１ｌ期

（２）

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一种高效信道化接收机设计与实现

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（３）

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（４）

（５）扎（ｍ）：∑’（ｍ）１可印咖）：芝’（ｍ）Ｘｅ。秘＝ＤＦＴＸｐＯＦＴ［省：（ｍ）］（５）省：（ｍ）］

构的信道化接收模型，如图１所示。

ｓ（ｎ）．田：：：０诵．Ｋ＝］＝：＝：ｐ，一

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从上述推导和转换过程即可得到基于多相滤波结

图２高效信道化接收机硬件原理框图

采样和后续信号处理之间的瓶颈问题。经过ＦＰＧＡ内部做信道化处理后的信号送入ＤＳＰ中，可以实现后续相应的信号处理算法。另外，可通过ＵＳＢ接口芯片将所需数据传给ＰＣ机，完成数据的存储、处理与显示等。

Ｄ点

２．２均匀滤波器组划分

基于多相滤波结构的信道化接收机模型，本系统设

复数

计中对于∞ｔ的选择按照其实信号多相结构选取为∞ｔ＝

ＦＦＴ

ｆ｜｜｝一竿）×要。系统实现的瞬时带宽为４８０ＭＨｚ和

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上，

９６０ＭＨｚ两种，其各自的信道数目分别为Ｋ＝８和Ｋ＝６，各自均匀滤波器组划分情况如图３所示。图３（ａ）为瞬时带宽为４８０ＭＨｚ，信道数目为Ｋ＝８时的均匀滤波器组划分；

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