基于波束形成的通信抗干擾算法與fpga實(shí)現(xiàn)

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1、Ｉ＾各如潑丈葦ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩ專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩±學(xué)位論文ｍａｓｔｅｒＴＨＥＳＩＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ＊＊＊＊＊＊＊＂＾＾ｆｌｗ＾＊＂％＾＾＾．■文賴ｊ＂＂＂論文題目基于波束形成的通信抗干擾算法與ＦＰＧＡ實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別工程碩±學(xué)號(hào)２０１３２２０２０６２８作者姓名黃長(zhǎng)富指導(dǎo)教師何子述教授＂＊．－■—？將：－您－■巧－，？－’ｖｍ，．：＇—獨(dú)創(chuàng)性聲明

2、本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加標(biāo)注和致謝的地方夕Ｋ論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同王作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表巧謝意。作者簽名：《心！曰期；挪／＾年月八曰爹論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可將學(xué)位論文的全部或部分

3、內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可＾＾＞１采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）＂‘作者簽名：盡導(dǎo)師簽名：譯畫(huà)ｂ曰期：年＾月／Ｌ曰伯個(gè)分類(lèi)號(hào)密級(jí)注1UDC學(xué)位論文基于波束形成的通信抗干擾算法與FPGA實(shí)現(xiàn)（題名和副題名）黃長(zhǎng)富（作者姓名）指導(dǎo)教師何子述教授電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱、單位名稱）申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別工程碩士工程領(lǐng)域名稱電子與通信工程提交論文日期2016.3.30論文答辯日期2016.4.28學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)2016年6月30日答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人注1：注明《國(guó)際十進(jìn)分類(lèi)法UDC》的類(lèi)

4、號(hào)。Anti-jammingAlgorithmBasedonBeamForminginCommunicationandFPGAImplementationAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:HuangChangfuSupervisor:HeZishuSchool:SchoolofElectronicEngineering摘要摘要衛(wèi)星通信作為地面通信網(wǎng)的補(bǔ)充，在現(xiàn)代的生活、軍事以及科技發(fā)展等領(lǐng)域展現(xiàn)出越來(lái)越多的作用。在

5、地面網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常無(wú)法正常工作時(shí)，衛(wèi)星通信保證國(guó)家通信網(wǎng)的暢通具有重要作用。針對(duì)中衛(wèi)星信號(hào)弱且易受到干擾，提出一種在陣列天線中基于波束形成的抗干擾的算法。衛(wèi)星位置可以由衛(wèi)星星歷獲得，期望信號(hào)位置已知。通過(guò)對(duì)陣列信號(hào)進(jìn)行波束形成，將陣列天線主瓣指向信號(hào)源方向，并將合成后的波束作為期望信號(hào)進(jìn)行抗干擾對(duì)消，可在實(shí)現(xiàn)抗干擾的同時(shí)提高信號(hào)的信噪比。本文以數(shù)字波束形成技術(shù)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信抗干擾為研究課題，重點(diǎn)研究了一個(gè)基于和差網(wǎng)絡(luò)的波束形成算法并進(jìn)行仿真，討論其抗干擾能力和信噪比改善的情況，并基于FPGA具體實(shí)現(xiàn)了該抗干擾算法。具體研究分為四個(gè)部分：一、提出一種對(duì)于來(lái)向已知信號(hào)的基于波束形成抗干擾算法。建

6、立陣列天線與干擾模型，調(diào)整陣列天線方向圖，將天線主瓣指向期望信號(hào)。將指向后的信號(hào)通過(guò)和差網(wǎng)絡(luò)，以和通道信號(hào)作為參考信號(hào)，將信號(hào)進(jìn)行對(duì)消實(shí)現(xiàn)干擾抑制。在算法中，和通道由于疊加了有用信號(hào)，帶來(lái)了增益，提高了輸出信號(hào)信噪比，提高了通信質(zhì)量。二、建立陣列天線接收仿真模型，生成仿真陣列信號(hào)，對(duì)基于和差網(wǎng)絡(luò)的波束形成抗干擾算法分別進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果顯示在十六陣元均勻線陣列的情況下，基于和差網(wǎng)絡(luò)的波束形成抗干擾算法輸出信噪比對(duì)于輸入信號(hào)提高了12dB。同時(shí)，針對(duì)不同的權(quán)值求解算法進(jìn)行了仿真比較。此外，針對(duì)陣列方向圖主瓣的指向誤差和信號(hào)與干擾的角度差進(jìn)行了仿真，并討論了陣列方向圖對(duì)二者的影響。三、根據(jù)基

7、于和差網(wǎng)絡(luò)的波束形成抗干擾算法，設(shè)計(jì)在FPGA中實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)信號(hào)預(yù)處理模塊，將信號(hào)轉(zhuǎn)為復(fù)信號(hào)并對(duì)通道進(jìn)行校正和波束指向。針對(duì)FPGA中需要配置的參數(shù)如期望信號(hào)信息，定義串口通信協(xié)議，并編寫(xiě)測(cè)試用的上位機(jī)軟件。抗干擾算法采用易于FPGA實(shí)現(xiàn)的延遲最小均方（DLMS）算法，設(shè)計(jì)了DLMS算法在FPGA中實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)以及算法各個(gè)部分的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。四、完成了抗干擾系統(tǒng)的測(cè)試，分別驗(yàn)證了通道校正與波束指向模塊的正確性，并對(duì)算法抗干擾性能進(jìn)行了