导言
跟着抗干扰通讯体系的广泛运用，完结全概率信号截获的接纳机是十分需求的，而其关键是实时处理。因为宽带信号接纳体系的采样速率很高，很难直接进行实时处理，选用多相滤波结构后，信道化滤波器被分解成多个支路，每个支路的数据经过抽取后能够下降数据率，便于完结并行处理。
关于这种杂乱的体系规划，传统的规划办法遵循自顶向下的规划理念不行完全，不同规划阶段互相独立，顶层体系规划缺陷、算法劣区不能在前期表现、不具备规划东西协同多层次开发的才能，给后期规划带来很大的阻力。Matlab、simulink及System Generator为往后的设备开发供给了一条自顶向下多层次紧密结合的新思路。
1、数字信道化原理
完结数字信道化的直接办法是规划多个独自的滤波器，每个滤波器具有特定的中心频率和带宽。从理论上来说，每个滤波器都能够独立规划，它们可具有不同的带宽或滤波器特性。这种办法的一个缺陷是滤波器组作业时运算是很杂乱的。
对滤波器组的另一种完结办法便是所谓的低通型完结，如图1所示，其结构与模仿信道化类似。图1中，Hlp(n)为原型低通滤波器，加权系数的作用是把第k个子频带(信道)移至基带(零中频)。整个作业进程如下:采样器将宽带信号收集后构成高速的数字信号，经过不同的复本振下变频到零中频，然后经过一个带宽为信道宽度的低通滤波器。
因为数字信道化接纳机的抽取器坐落滤波器之后，故当抽取率D很大或滤波器的阶数比较高时，图1所示的信道化结构功率将十分低，运用多相滤波的概念将能够得到上述结构的高效完结。
2、数字信道化规划
数字信道化的完结办法有2种办法:依据离散傅里叶(DFT)结构和依据数字下变频(DDC)结构。
不论是依据DDC的仍是DFT，都需求选用多相滤波加DFT的结构完结，与依据DFT的数字信道化不同，依据DDC的信道化结构中保留了原型中的数字下变频结构，各子信道为零中频，便于信号的参数提取。
2.1复信号数字信道化完结
依据多相滤波器结构的数字信道化办法由图1所示的结构推导而来，一切运算在抽取今后进行，因而大大下降了后边数字信号处理的完结难度。
关于复信号，均匀信道常见的区分办法有2种:偶型区分和奇型区分。在偶型区分中第k个带通滤波器中心频率为
在奇型区分中第k个带通滤波器中心频率为: 假定HLP(n)为N阶低通FIR滤波器的冲激呼应，经过推导，其第k个信道的输出为:
2.2实信号数字信道化完结
上面的数字模型是针对输人信号(x)n为复信号时的成果，但工程中接纳到的实践信号大多是实信号，针对实信号的特色，可采纳图2所示的信道区分办法。这种区分办法只取信道的正边带或负边带，不丢失信息。在这种区分办法下，第无个信道的频移因子可表示为:
依据实信号的信道区分办法，可得到第k个信道的输出为:
2.3非严厉抽样数字信道化规划
前面的仿真模型都是假定数字滤波器是抱负的，即滤波器不存在过渡带。但是，因为实践滤波器过渡带的存在，不同信道区分办法，或产生盲区，或产生虚伪信号。为了处理这个问题，规划滤波器时令其过渡带宽度不大于通带宽度，并且相邻信道的频谱按50%堆叠，使各信道的通带拼接后掩盖整个监督频带，一起下降接纳机的抽取倍数。选用这种区分办法，接纳机不存在接纳盲区，但相邻信道50%堆叠会使一个输人信号一起落在2个相邻信道上，而产生虚伪信号。处理办法是选用非严厉抽样数字信号化规划。
选用非严厉抽样数字化规划，第k个信道输出为:
以实信号为例，依据上述表达式，在Matlab软件的Simulink东西箱下，树立如图3所示的8个子信道的全数字信道化模型。
2.4信号判定
单信道窄带接纳机的规划和有多个窄带信道宽带接纳机的规划，二者有显着的差异。在窄带接纳机中，经过改动本地振荡器的频率能够把信道调谐到滤波器的中心，一旦信号移到滤波器中心，瞬态呼应的影响将会最小化。在宽带信道化接纳机中，本振的频率和滤波器的频率都是固定的，信号或许落到滤波器的中心，也或许坐落2个信道之间。此刻，需进行信号判定，这也是数字信道化规划的一个关键问题。
当信道中存在信号时，可依据信号的起伏及相位信息进行归纳判别。当信号一起处于2个信道时，相位值会存在2:含糊间题，这时可增大输出数据速率以消除相位含糊问题。
依据信号的起伏信息，一起结合相位信息特征，关于单/多信号的数字信道化结构，可在Matlab软件的simuhnk东西箱下，树立全数字信道判定模型，消除2∏含糊问题。
运用ismuhkn东西树立的信号判定模块，其流程简略易懂，便于对该办法的了解。
2.5频率丈量
经过信号判定模块后，可知该信道内有无信号存在，假如子信道内存在信号，可经过相位差法取得信号的频率。
考虑到一阶相位差法测频精度低和不运用均匀处理的缺陷，选用高阶差分法估量频率。高阶差分之前，应对相位做解卷绕运算首要进行粗测频，粗测成果大于四分之一采样频率时，对相位做“折叠”处理，行将负频率部分翻转成正频率。之所以挑选四分之一采样频率是因为，较低频率不会产生相位的正负翻转，一起挑选四分之一采样频率作为分界线能够习惯较低的信噪比。
仿真发现，差分阶次越高，丈量精度越高。一阶差分会引起中心丈量成果的抵消，为了尽或许地运用有限的相位数据，并尽或许提高差分阶次，假如丈量得到N个相位数据，则做N/2阶的差分运算。仿真发现，绝大多数频率丈量精度到达10-4数量级。
3、硬件完结
经过上述的规划仿真，很好地处理了体系规划中的多层次开发问题，能够在统筹总体规划的一起统筹算法和实在杂乱信号状况的体系功用剖析，大大加深了规划的深度和广度，充分地进行了全数字仿真。但需求不只于此，因为体系为数字体系，其完结渠道为超大规模数字集成电路处理阵列。现在，如Motorola、TI、xilinx、Altera等大的硬件生产商均供给面向Mailab的硬件开发渠道，在高速数字信道化接纳机中，运用Xihnx的FPGA，故而运用simulink规划东西System Generator进行针对以上仿真的后续规划，使得simuhnk的仿真渠道能够进行面向底层硬件开发的规区剖析，进行半什物仿真，将EDA开发的水平缓剖析推人一个新的层次。规划流程首要有3步:
①原理模型设定:首要完结体系中硬件完结DSP功用模块的树立，在本规划中现已经过前面Simulink的规划仿真模型，得到了数字信道化接纳机的原理模型;
②树立规划模型:首要完结原理模型的搬迁，运用xilinx的规划1具System Generator在simulink下树立硬件可完结的模型规划。经过运用该规划东西能够完结理论模型向硬件规划的搬运，继而进行硬件规划仿真和半什物仿真。以32信道为例，规划中需求32点的全并行蝶形运算FFT结构，一般运用的F打IP核不能满意实时N点更新的需求，规划了多模块并联结构FFT算法;
③仿真验证:运用Mattab中的Link for Modelsim模块能够完结硬件规划的RTL级仿真，轻松验证硬件规划的正确性，考量算法转化中的目标、量化差错功用等，并且Simulink还支撑硬件规划的半什物仿真功用，能够将硬件规划加载到终究的硬件渠道上。在本文规划中，终究经过JTAG电缆将simulink中的仿真模块用什物代替，完结半什物仿真。
4、结束语
本文运用Matlab、System Generator等东西完结了数字信道化仿真，处理了信号判定及频率丈量含糊问题，并用通用硬件渠道验证了仿真的正确性，关于工程体系规划具有必定的指导意义。
