宽带数字接收机的研究及实现

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    该信道化设计采用多相滤波器算法,该算法比低通滤波器组的算法更高效,且硬件实现简单。其主要的运算是复滤波、复乘法和复IDFT运算。设接收机的信道数N=32,低通原型滤波器阶数M=256(考虑到正交下变频单元已滤波,等价于多相滤波器为8阶),则所需乘法数:P=N+2M+Mlog2(M)=2592。如果采用普通的低通滤波器组方式,则所需乘法次数:P=N(M+1)=8224。可见,多相滤波器算法比低通滤波器组的算法更高效。其次,DFT采用FFT实现,FFT运算的核心是蝶形运算,由复数乘法和加法组成,可以利用Quartus提供的IP核很方便实现。多相滤波模块FPGA实现如图5所示。由于累乘累加后数据产生冗余位,可能导致后级运算溢出,因此需在中间过程数据截位,保证适当有效数据位。  

  

    3模块测试

    当输入为线性调频信号,f0=950MHz,带宽B=30MHz,输入信号及频谱特征如图6所示。通过Matlab产生测试所需的线性调频信号,并保存为.dat文件,通过testbench编写、读出.dat文件的数据作为模块的仿真激励。模块输出通过testbench写文件的方式输出,再通过Matlab绘图。信道输出如图7,输出信号的能量主要集中在11~13信道,频域输出幅值约为-3dB,而其他通道输出都在-40dB以下。因此,确定门限后,可输出这些通道的信号。