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科技咨询导报Sci en ce a nd Te ch no l og y Con su l t i ng H e r a l d 学术论坛
2006N O.08
Sc i en ce an d Tec hn ol og y Cons ul t i ng H e r a l d 科技咨询导报
1引言
许多工程技术领域都涉及到如何在较强的背景噪声和干扰信号下提取真正的信号如通信系统航空航天系统雷达系统遥感遥测系统等这就要求有信号滤波随着系统对宽带高速实时信号处理要求越来越高对滤波器的处理速度带宽等性能要求也随之提高滤波器的好坏很重要的影响着系统的稳定性和后续的信号处理 牟建军
匹配滤波器是一种无源相关技术它可以快速的实现相关器的功能因而可以用于伪随机码的捕获在匹配滤波器中只有本地PN 码与发射来的信号所使用的PN 码一致才能够正确接收数据否则将获得一片噪声本地PN 码与数据信号在PN 匹配滤波器中作相关积分运算由于PN 码的一个重要特性就是它的自相关
系数()很高而互相关系数很低所以只要做相关的两路信号的PN 码一致的话就可以获得相关积分的峰值这就意味着解扩的成功
输入的线性调频脉冲压缩信号经采样后转换成了数字信号，表示为s(n)=s i (n)+j s q (n)s i (n)为信号实部,s q (n)为信号虚部其对应的数字匹配滤波器表示为h(n)=h i (n)+j h q (n)其中h i (n)为FI R 滤波器实部,h q (n)为FI R 滤波器虚部信号匹配滤波过程: 匹配滤波器可以看成是一个相关器但一般相关器必须经过时间为T 的积分才能得到一个相关值而匹配滤波器的每个时间点上都能输出一个相关值因而是一种快速的相关器件从运算过程看两者是相同的不同之处在于采用式1-1需要两个时钟周期或者说F PG A 内部时钟为信号采样率的两倍而采用式(1-2)是全并行的运算运算只要一个时钟周期但是必须增加冗余的滤波器结构这对于高阶来说资源占用是相当大的所以不可取的本设计中采用第一种结构因此在采样率确定为50M 时则复数数字FI R 滤波器的工作频率至少要在100M 才能保证数据不会有丢失 3FPG A 技术研究
FPG A 是80年代后期由美国X i l i nx 公司推出的现场可编程门阵列它主要由二维的逻辑单元阵列输入/输出单元阵列和互连资源组成它集成度高编程灵活阵列引脚数多功耗低是现代引人注目的可编程逻辑器件它使集成化数字系统的设计和实现发生了根本性变革FPG A 与CPL D 复杂可编程逻辑器件都是可关务
编程逻辑器件它们是在
PAL GA L 等逻辑器件的基础上发展起来的在这十几年的发展过程中以FPG A /CPL D 为代表的数字系统现场集成技术取得了惊人的发展现场可编程逻辑器件从最初的数百个门发展到现今的数百万个门目前国际上现场可编程逻辑器件著名厂商有X i l i nx 的X C 系列T I 公司的TPC 系列A l t er a 公司的FI EX 系列等同以往的PA L G A L 等相比较FPG A /CPLD 的规模比较大它可以替代几十甚至几千块通用I C 芯片对用户而言CPLD 与FPG A 的内部结构只是稍有不同但用法一样所以多数情况下不加以区分
FP G A 具有以下特点<1>FP G A 芯片的规模越来越大其单片逻辑门数已达数百万门所能实现的功能也越来越强用FP G A 设计A S I C 电路用户不需要投片生产就能得到合用的芯片<2>FPG A 可做其他全定制或半定制A SI C 电路的试样片并且它采用高速CHM O S 工艺功耗低可以与CM O S TT L 电平兼容它是A SI C 电路中设计周期最短开发费用最低风险最小的器件之一<3>FPG A 内部有丰富的触发器和I /O 引脚用户可以反复地编程擦除使用或在外围电路不动的情况下用不同软件实现不同的功能既能使数字系统适应柔性系统的需求不同的配置实现不同的功能又能随着市场需求的变化和技术的发展及时扩展变更数字系统的功能提高了电子产品的应变能力<4>FPG A 软件包中有各种输入工具和仿真工具以及版图设计工具和编程器等全线产品电路设计人员在很短的时间内就可以完成电路的输入编译优化仿真直至最后芯片的制作
4扩频通信匹配滤波器设计
异步通信
设计采用的是图1的结构要求4阶匹配滤波器的处理速度应该是数据采样率的两倍对应的是每个能处理I Q 两通道数据的4阶FI R 滤波器结构与通用的FI R 滤波器结构有些不同结构框图如图1:4.1RO M 深度的确定
根据系统要求滤波器系数为12位二进制定点有符号数通过M at l ab 仿真计算可以得到：对于每个4阶FI R 滤波器做出的RO M 查表内数据宽度为14位其中最高位为符号位由此确定了每个R O M 的深度为14
4.2舍位的选择
数据的舍位是设计中的关键一方面舍位不对比如舍弃了符号位会使设计错误
扩频通信匹配滤波器设计方案研究
于燕焦晖
(郑州轻工业学院民族职业学院河南郑州
450000)
摘要本文重点提出了一种基于F PGA 扩频通信匹配滤波器的实现方案文章首先分析研究了匹配滤波器数学模型并阐述了匹配滤波器结构在此基础上论文分别从数据输入模块的设计滤波数据输出模块的设计等多个方面阐述了具体的设计实现方案关键字FPGA 匹配滤波器设计中图分类号:TN 3文献标识码:A 文章编号1673-0534(2006)08(a)-0185-02
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