基于波束形成的通信抗干擾算法與FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、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)出越來越多的作用。在地面網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常無法正常工作時，衛(wèi)星通信保證國家通信網(wǎng)的暢通具有重要作用。針對中衛(wèi)星信號弱且易受到干擾，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，期望信號位置已知。通過對陣列信號進(jìn)行波束形成，將陣列天線主瓣指向信號源方向，并將合成后的波束作為期望信號進(jìn)行抗干擾對消，可在實(shí)現(xiàn)抗干擾的同時提高信號的信噪比。本文以數(shù)字波

2、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。具體研究分為四個部分：
　　一、提出一種對于來向已知信號的基于波束形成抗干擾算法。建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。將指向后的信號通過和差網(wǎng)絡(luò)，以和通道信號作為參考信號，將信號進(jìn)行對消實(shí)現(xiàn)干擾抑制。在算法中，和通道由于疊加了有用信號，

3、帶來了增益，提高了輸出信號信噪比，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，對基于和差網(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于輸入信號提高了12dB。同時，針對不同的權(quán)值求解算法進(jìn)行了仿真比較。此外，針對陣列方向圖主瓣的指向誤差和信號與干擾的角度差進(jìn)行了仿真，并討論了陣列方向圖對二者的影響。
　　三、根據(jù)基于和差

4、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)信號預(yù)處理模塊，將信號轉(zhuǎn)為復(fù)信號并對通道進(jìn)行校正和波束指向。針對FPGA中需要配置的參數(shù)如期望信號信息，定義串口通信協(xié)議，并編寫測試用的上位機(jī)軟件?？垢蓴_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)以及算法各個部分的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
　　四、完成了抗干擾系統(tǒng)的測試，分別驗(yàn)證了通道校正與波束指向模塊的正確性，并對算法抗干擾性能進(jìn)行