匹配滤波器

1、3.1 设计思路73.2 实现过程73.2.1 数字信号输入模块的实现73.2.2 数字信号处理模块的实现93.2.3 数字输出模块的实现103.3 仿真结果103.4 仿真结果分析11第4章 最佳接收机的VHDL实现124.1 设计思路124.2 实现过程134.2.1 信号发生电路的实现134.2.2 定时电路的实现134.2.3 匹配滤波电路的实现144.2.4 判决电路的实现154.3 仿真结果154.4 仿真结果分析16第5章 结束语17参考文献18附录一 最佳接收机MATLAB代码19附录二 最佳接收机VHDL代码21OOOO第1章 绪论1.1 课题背景和意义近十几年来，随着计算机，人工智能，模式识别的信号处理等技术的飞速发展，数字通信系统得到了广泛的应用，主要是因为数字通信有以下优点：（1）数字信号便于存储、处理 、抗干扰能力强；（2）数字信号便于交换和传输； （3）可靠性高，传输过程中的差错可以设法控制； 。

2、以 代表线性系统的脉冲响应，当输入为 (1)所示时，根据线性系统理论，滤波器的输出为 (2) 其中 ， (3) 在任意时刻，输出噪声成分的平均功率正比于 (4) 另一方面，假定滤波器输出的信号成分在 时刻形成了一个峰值，输出信号成分的峰值功率正比于 (5) 滤波器的输出信噪比用 表示，则 (6) 寻求 使得 达到最大，可以用 Schwartz不等式的方法来求解 .根据 Schwartz 不等式，有 (7) 且等号只在 (8) 时成立。
由式 (1)可知匹配滤波器的脉冲响应由待匹配的信号唯一确定，并且是该信号的共轭镜像。
在 时刻，输出信噪比 SNR达到最大。
在频域方面，设信号 的频谱为 ，根据傅里叶变换性质可知，匹配滤波器的频率特性为 (9) 由式 (9)可知除去复常数 c和线性相位因子 之外，匹配滤波器的频率特性恰好是输入信号频谱的复共轭。
式 (2)可以写出如下形式： (10) (11) 匹配滤波器的幅频特性与输入信号的幅频特性一致，相频特性与信号的相位谱互补。
匹配滤波 器的作用之一是：对输入信号中较强的频率成分给予较大的加权，对较弱的频率成分给予较小的加权，这显然是从具有。

3、功率与噪声平均功率 的比值。
现在就来确定在上述最大输出信噪比准则下的最佳线性滤波器的传输特性 。
这就是最佳线性滤波器的传输特性。
式中， 即为 的复共轭。
在白噪声干扰的背景下，按式 (8.7-3)设计的线性滤波器，将能在给定时刻 上获得最大的 输出信噪比 。
这种滤波器就是最大信噪比意义下的最佳线性滤波器。
由于它的传输 特性与信号频谱的复共轭相一致 (除相乘因子 外 )，故又称其为匹配滤波器。
匹配滤波器的传输特性 ,当然还可用它的冲激响应 来表示，这时有： 由此可见，匹配滤波器的冲激响应便是信号 的镜像信号 在时间上再平移 。
word文档 可自由复制编辑 条 信 最 大信 失 ， 为了获得物理可实现的匹配滤波器， 。
为了满足这个条件，就要满足： 要 求 当 时 有 这个 件表明，物理可实现的匹配滤波器，其输入端的 号 必须在它输出 噪 比的时刻 之前消失（等于零）。
这就是说，若输入信号在 瞬间消 则只有当 时 滤波器才是物理可实现的。
一般总是希望 尽量小些，故通常选择 。
顺便指出，当我们专门关心匹配滤波器的输出信号波形时，它可表示为 由此可见，匹配。

4、终选定了以折叠式匹配滤波器为最优方案来进行设计。
折叠式匹配滤波器实际上就是以静止的本地扩频码作为累加器的系数，匹配滤波器相关过程就相当于接收信号滑过本地序列，当滑动到两个序列相位对齐时，就必有一个相关峰值输出。
该匹配滤波器采用VHDL语言，通过模块划分来进行设计，整个过程都在XILINX公司开发的ISE集成软件系统中完成，最后在MODELSIM仿真软件上进行了各个模块的仿真。
本论文所设计的折叠式匹配滤波器，能够根据实际需要来设置不同的扩频码长度，很好的完成伪码的相关捕获效果。
该折叠式匹配滤波器结构能够节省FPGA资源，提高伪码捕获时间和效率，有很好的实际效果。
关键词匹配滤波器；M序列；伪码捕获；折叠式FIR结构；FPGA邵阳学院毕业设计（论文）IIABSTRACTBASEDONTHISBACKGROUND,MAKINGTHEPNCODECAPTUREPARTASAPOINTOFTHESPREADSPECTRUMRECEIVER,THISPAPERANALYZESEVERALCOMMONUSEDMATCHEDFILTERPROGRAMSONFPGA,INCLUDINGTHEDIRECTF。

5、波器的重要参数和电路基本结构。
第二部分主要介绍了论文所涉及的一些理论背景。
同时还介绍了用来实现这些模块的硬件描述语言VHDL和ALTERA公司的QUARTUSII60开发平台。
第三部分给出了倒置数字匹配滤波器基于FPGA的具体实现方法，并对仿真结果进行分析。
最后部分对论文进行了总结。
数字匹配滤波器有多种结构，本文提出的基于倒置结构的实现具有较高的精度和较快的捕获速度，与直接结构相比，倒置结构没有加法延时链。
关键词数字匹配滤波器，VHDL，现场可编程门阵列，QUARTUSII，倒置结构重庆大学本科学生毕业设计（论文）ABSTRACTIIABSTRACTTHESPREADSPECTRUMSSCOMMUNICATIONSYSTEMHASSTRONGERABILITYOFRESISTINGJAMMING,NARROWBAND,ANDMULTIPATHINTERFERENCETHANTHATOFTHECONSERVATIONCOMMUNICATIONSYSTEMSANDITALSOHASTHECHARACTERISTICSOFLOWPROBABILITYOFINTERCEPTANDMULTIPL。