一种改进的数字信道化FPGA实现方法与流程

本发明涉及数字通信领域，尤其涉及一种改进的数字信道化fpga实现方法。

背景技术：

1、数字信道化技术常用于雷达侦收系统，具有接收大带宽信号，频率分辨率高等优点。常用的数字信道化技术有以下三种：基于傅里叶变换（fft）的数字信道化、基于离散傅里叶变换（dft）的数字信道化以及基于加权折叠相加（wola）滤波器组的数字信道化技术。

2、其中，基于fft的信道化技术频域信道划分不够灵活；基于dft的信道化技术抽取倍数和信道数关系固定，还存在信号跨信道问题；基于wola滤波器组的信道化技术奇偶信道结构独立，不利于现场可编程门阵列（fpga）的实现。同时，如何高效的对数字信道化技术在fpga中实现还未有好的方法，因此，本发明提出一种改进的数字信道化fpga实现方法。

技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的缺点与不足,本发明提出了一种改进的数字信道化fpga实现方法，该方法通过滤波器设计及加权模块、数据分组及折叠相加模块和频率修正及fft运算模块，得到数字信道化的结果：

2、步骤s1、利用滤波器设计及加权模块确定抽取倍数和信道个数，通过设计一个多阶的多相滤波器，然后对输入的ad信号进行加权处理；

3、步骤s2、通过数据分组及折叠相加模块对加权后的ad数据进行时域处理，针对奇偶信道结构的不同，不用分开处理即可同时得到奇路数据和偶路数据；

4、步骤s3、使用频率修正及fft运算模块先对折叠相加后的奇偶信道数据经过fft处理，再经过频率修正后即可得到信道化后的奇偶信道数据。

5、进一步地，所述滤波器设计及加权模块，工作步骤包括：

6、选定ad芯片采样率为2.4g，抽取倍数为8，信道个数为16，子信道有效带宽为75m；

7、设计一个256阶的多相滤波器，并将系数预存到fpga；

8、fpga时钟为150m，ad数据并行16路输入，对输入的ad数据滑动存储，然后与滤波器系数加权。

9、进一步地，所述数据分组及折叠相加模块，工作步骤包括：

10、将加权后的数据16倍抽取后得到16组数据，并将每个组内的数据相加后得到奇路数据，相减后得到偶路数据；

11、将奇路和偶路的的傅里叶变化系数预存到fpga；

12、根据奇路数据和偶路数据的不同，选取不同的傅里叶变化系数相乘，即可同时得到折叠相加后的奇路数据和偶路数据。

13、进一步地，所述频率修正及fft运算模块，工作步骤包括：

14、同时对折叠相加后的奇偶信道数据经过16点fft处理；

15、再对奇路fft处理后的数据进行频率修正；

16、将偶路数据也进入频率修正模块，与奇路数据时序对齐；

17、对频率修正后的数据进行截位处理后，即可得到最终的奇偶信道化数据。

18、进一步地，所述假设信道化抽取倍数为m，信道个数为k，则第k个信道的输出为：

19、；

20、其中，为数据， h为滤波器系数， mm为延迟参数，e为复数因子，j为频域，表示角频率， x( n)表示连续信号，经过相应变换后，可得：

21、；

22、其中，为常数，p为迭代次数。

23、本发明具有如下有益效果：

24、本发明提出一种改进的数字信道化fpga实现方法，解决了传统fft的信道化技术频域信道划分不够灵活的问题，信号跨信道的问题；解决了wola滤波器组的信道化技术奇偶信道结构独立，需要分开处理的问题；解决了信道化技术的高效fpga实现问题；本发明专利适用于数字信道化技术的fpga实现。

技术特征：

1.一种改进的数字信道化fpga实现方法，其特征在于，该方法通过滤波器设计及加权模块、数据分组及折叠相加模块和频率修正及fft运算模块，得到数字信道化的结果：

2.如权利要求1所述的一种改进的数字信道化fpga实现方法，其特征在于，所述步骤s1，滤波器设计及加权模块工作步骤包括：

3.如权利要求1所述的一种改进的数字信道化fpga实现方法，其特征在于，所述步骤s2，数据分组及折叠相加模块工作步骤包括：

4.如权利要求1所述的一种改进的数字信道化fpga实现方法，其特征在于，所述步骤s3，频率修正及fft运算模块工作步骤包括：

5.如权利要求1所述的一种改进的数字信道化fpga实现方法，其特征在于，所述确定抽取倍数和信道个数，通过设计一个多阶的多相滤波器，包括：

技术总结本发明公开了一种改进的数字信道化FPGA实现方法，该方法通过滤波器设计及加权模块、数据分组及折叠相加模块和频率修正及FFT运算模块，得到数字信道化的结果：滤波器设计及加权模块用于确定抽取倍数和信道个数，通过设计一个多阶的多相滤波器，然后对输入的AD信号进行加权处理；数据分组及折叠相加模块用于对加权后的AD数据进行时域处理，针对奇偶信道结构的不同，不用分开处理即可同时得到奇路数据和偶路数据；频率修正及FFT运算模块用于先对折叠相加后的奇偶信道数据经过FFT处理，再经过频率修正后即可得到信道化后的奇偶信道数据。本发明解决了传统FFT的信道化技术频域信道划分不够灵活的问题，信号跨信道的问题。技术研发人员：谢浩文,韩冰鑫,朱爽,高熙,邓入溢受保护的技术使用者：成都玖锦科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18