基于波束形成的通信抗干扰算法与fpga实现

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1、Ｉ＾各如泼丈葦ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩ专业学位硕±学位论文ｍａｓｔｅｒＴＨＥＳＩＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ＊＊＊＊＊＊＊＂＾＾ｆｌｗ＾＊＂％＾＾＾．■文賴ｊ＂＂＂论文题目基于波束形成的通信抗干扰算法与ＦＰＧＡ实现专业学位类别工程硕±学号２０１３２２０２０６２８作者姓名黄长富指导教师何子述教授＂＊．－■—？將：－您－■巧－，？－’ｖｍ，．：＇—独创性声明

2、本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕Ｋ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同王作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表巧谢意。作者签名：《心！曰期；挪／＾年月八曰爹论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分

3、内容编入有关数据库进行检索，可＾＾＞１采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）＂‘作者签名：尽导师签名：译畫ｂ曰期：年＾月／Ｌ曰伯个分类号密级注1UDC学位论文基于波束形成的通信抗干扰算法与FPGA实现（题名和副题名）黄长富（作者姓名）指导教师何子述教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.3.30论文答辩日期2016.4.28学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月30日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类

4、号。Anti-jammingAlgorithmBasedonBeamForminginCommunicationandFPGAImplementationAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:HuangChangfuSupervisor:HeZishuSchool:SchoolofElectronicEngineering摘要摘要卫星通信作为地面通信网的补充，在现代的生活、军事以及科技发展等领域展现出越来越多的作用。在

5、地面网络出现异常无法正常工作时，卫星通信保证国家通信网的畅通具有重要作用。针对中卫星信号弱且易受到干扰，提出一种在阵列天线中基于波束形成的抗干扰的算法。卫星位置可以由卫星星历获得，期望信号位置已知。通过对阵列信号进行波束形成，将阵列天线主瓣指向信号源方向，并将合成后的波束作为期望信号进行抗干扰对消，可在实现抗干扰的同时提高信号的信噪比。本文以数字波束形成技术实现卫星通信抗干扰为研究课题，重点研究了一个基于和差网络的波束形成算法并进行仿真，讨论其抗干扰能力和信噪比改善的情况，并基于FPGA具体实现了该抗干扰算法。具体研究分为四个部分：一、提出一种对于来向已知信号的基于波束形成抗干扰算法。建

6、立阵列天线与干扰模型，调整阵列天线方向图，将天线主瓣指向期望信号。将指向后的信号通过和差网络，以和通道信号作为参考信号，将信号进行对消实现干扰抑制。在算法中，和通道由于叠加了有用信号，带来了增益，提高了输出信号信噪比，提高了通信质量。二、建立阵列天线接收仿真模型，生成仿真阵列信号，对基于和差网络的波束形成抗干扰算法分别进行仿真。仿真结果显示在十六阵元均匀线阵列的情况下，基于和差网络的波束形成抗干扰算法输出信噪比对于输入信号提高了12dB。同时，针对不同的权值求解算法进行了仿真比较。此外，针对阵列方向图主瓣的指向误差和信号与干扰的角度差进行了仿真，并讨论了阵列方向图对二者的影响。三、根据基

7、于和差网络的波束形成抗干扰算法，设计在FPGA中实现的结构。设计信号预处理模块，将信号转为复信号并对通道进行校正和波束指向。针对FPGA中需要配置的参数如期望信号信息，定义串口通信协议，并编写测试用的上位机软件。抗干扰算法采用易于FPGA实现的延迟最小均方（DLMS）算法，设计了DLMS算法在FPGA中实现的结构以及算法各个部分的实现细节。四、完成了抗干扰系统的测试，分别验证了通道校正与波束指向模块的正确性，并对算法抗干扰性能进行了