數(shù)字接收機(jī)抗信號(hào)衰落技術(shù)的研究與FPGA實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告

數(shù)字接收機(jī)抗信號(hào)衰落技術(shù)的研究與FPGA實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告摘要：數(shù)字接收機(jī)的性能取決于其信號(hào)處理性能和抗干擾性能，其中抗信號(hào)衰落技術(shù)是最為關(guān)鍵的一項(xiàng)。本文針對(duì)數(shù)字接收機(jī)抗信號(hào)衰落技術(shù)的研究，介紹了不同的算法和實(shí)現(xiàn)方式，并分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)有算法存在的問(wèn)題，提出了一種改進(jìn)算法，并利用FPGA實(shí)現(xiàn)了該算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)算法在抗信號(hào)衰落性能上有較大提升，并且FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)字接收機(jī)具有實(shí)時(shí)性和可靠性。關(guān)鍵詞：數(shù)字接收機(jī)；抗信號(hào)衰落；算法；FPGA引言：數(shù)字接收機(jī)是指采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的無(wú)線電接收機(jī)。與傳統(tǒng)模擬接收機(jī)相比，數(shù)字接收機(jī)具有更好的頻率選擇性、抗多徑干擾能力和靈活性。數(shù)字接收機(jī)的性能主要取決于其信號(hào)處理性能和抗干擾性能，其中抗信號(hào)衰落技術(shù)是最為關(guān)鍵的一項(xiàng)。傳統(tǒng)的信號(hào)衰落補(bǔ)償算法主要包括均衡器和自適應(yīng)均衡器等。這些算法雖然具有一定的抗衰落能力，但是在復(fù)雜的多路徑衰落環(huán)境中效果不佳。近年來(lái)，研究人員提出了一些新的抗衰落算法，如多徑干擾抑制、時(shí)頻域聯(lián)合處理等，取得了一定的成果。本文將介紹數(shù)字接收機(jī)抗信號(hào)衰落技術(shù)的研究進(jìn)展，并提出一種改進(jìn)算法。同時(shí)，本文還利用FPGA實(shí)現(xiàn)了該算法，并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)算法在抗信號(hào)衰落性能上有較大提升，并且FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)字接收機(jī)具有實(shí)時(shí)性和可靠性。二、數(shù)字接收機(jī)抗信號(hào)衰落技術(shù)的研究2.1均衡器算法均衡器是一種最為傳統(tǒng)的信號(hào)衰落補(bǔ)償算法，它可以對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行均衡處理，消除信號(hào)中的多徑干擾。均衡器的基本原理是將發(fā)送信號(hào)與接收信號(hào)相關(guān)，然后利用相關(guān)結(jié)果進(jìn)行信號(hào)處理。2.2自適應(yīng)均衡器算法自適應(yīng)均衡器是一種基于反饋的均衡算法，可以自動(dòng)調(diào)整均衡器的系數(shù)，以達(dá)到最佳的衰落補(bǔ)償效果。自適應(yīng)均衡器的基本原理是利用前一時(shí)刻的輸出誤差來(lái)更新均衡器的系數(shù)，以逐步實(shí)現(xiàn)均衡處理。2.3多徑干擾抑制算法多徑干擾抑制算法是一種通過(guò)檢測(cè)多徑干擾并進(jìn)行干擾抑制的方法。該算法利用多普勒效應(yīng)來(lái)檢測(cè)多徑干擾，然后通過(guò)抑制干擾來(lái)提高接收信號(hào)的質(zhì)量。2.4時(shí)頻域聯(lián)合處理算法時(shí)頻域聯(lián)合處理是一種將時(shí)域與頻域相結(jié)合的處理方法，主要用于處理非平穩(wěn)信號(hào)。該算法可以通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分解，然后結(jié)合處理得到平穩(wěn)的信號(hào)，從而提高接收信號(hào)的質(zhì)量。三、改進(jìn)算法的提出與FPGA實(shí)現(xiàn)3.1改進(jìn)算法的提出根據(jù)上述算法的原理，本文提出了一種改進(jìn)算法。該算法基于自適應(yīng)均衡器算法，采用時(shí)頻域聯(lián)合處理技術(shù)檢測(cè)多徑干擾，以提高接收信號(hào)的質(zhì)量。改進(jìn)算法的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：（1）對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分解；（2）檢測(cè)多徑干擾并進(jìn)行干擾抑制；（3）對(duì)干擾抑制后的信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)均衡處理。3.2FPGA實(shí)現(xiàn)基于上述改進(jìn)算法，本文利用FPGA實(shí)現(xiàn)了數(shù)字接收機(jī)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)使用了一款Xilinx公司的低功耗FPGA芯片，其核心頻率為200MHz，可用于實(shí)現(xiàn)高性能數(shù)字接收機(jī)。FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)字接收機(jī)的主要模塊包括數(shù)字信號(hào)處理模塊、多徑干擾檢測(cè)與抑制模塊、自適應(yīng)均衡器模塊和接口模塊等。其中，數(shù)字信號(hào)處理模塊主要用于接收和處理數(shù)字信號(hào)，多徑干擾檢測(cè)與抑制模塊用于檢測(cè)和抑制多徑干擾，自適應(yīng)均衡器模塊用于進(jìn)行衰落補(bǔ)償處理，接口模塊用于與外部系統(tǒng)進(jìn)行通信。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析本文利用FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)字接收機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)算法在抗信號(hào)衰落性能上有較大提升，通過(guò)多徑干擾檢測(cè)與抑制，可以有效地消除多徑干擾，提高接收信號(hào)的質(zhì)量。此外，通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)字接收機(jī)還具有實(shí)時(shí)性和可靠性。在實(shí)驗(yàn)中，數(shù)字接收機(jī)的實(shí)時(shí)性表現(xiàn)良好，可以實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的數(shù)據(jù)處理和傳輸。同時(shí)，數(shù)字接收機(jī)還具有較高的可靠性，可以在復(fù)雜的多路徑干擾環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，不易出現(xiàn)故障。結(jié)論：本文對(duì)數(shù)字接收機(jī)抗信號(hào)衰落技術(shù)進(jìn)行了研究，介紹了不同的算法和實(shí)現(xiàn)方式，并分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)有算法存在的問(wèn)題，提出了一種改進(jìn)算法，并利用FPGA實(shí)現(xiàn)了該