一种基于FPGA/DSP的灵巧干扰平台设计与实现

2010-03-03 20:51:35来源: 解放军电子工程学院

  引 言

  目前,通信干扰的手段以信号大功率压制为主,本质上属于物理层能量干扰,存在效费比低,且容易暴露自身目标等缺点,而且随着新的功率控制和信号处理技术的应用,通信大功率压制干扰手段的应用遇到了瓶颈。大功率压制干扰手段的局限性对研究一种新的小功率灵巧干扰技术提出了迫切的需求。美国通信干扰专家Richard A.Poisel于2002年首先提出了灵巧干扰(smart jamming)的概念。他指出可以利用接收机在捕获输入信号时间和帧同步信息的过程实施攻击,这可以看作是灵巧干扰技术的雏形。当前灵巧干扰正成为国内外研究的热点。本文设计的灵巧干扰硬件平台正是基于这种背景,可以为灵巧干扰技术的发展提供硬件平台支持。

  1 灵巧干扰平台工作原理

  经过前端射频选频滤波和下变频后,灵巧干扰平台将获得所测频段范围的中频信号送入高速信号处理平.台。高速信号处理平台由数/模转换器(ADC)产生数字中频信号,经数字下变频器(DDC)后送入数字信号处理器,由数字信号处理器完成信号的搜索截获、参数估计及识别,软件化的解调器根据这些处理结果选择适当的解讽方式和参数完成解调,解调器的输入来源于经过数字下变频(DDC)的数字基带复信号,通过对解调信号的分析,可以进一步识别信号的编码方式等底层信息。最终生成与侦察信号同等样式或相关度极大的干扰信号,将能量压制提升为信息压制,只要在敌我双方信息功率上形成一定的信息能量优势就可以取得很好的干扰效果。

  平台功能框图如图1所示。

平台功能框图

  其中,输入通道功能包括:A/D变换、数字下变频;信号处理功能主要有:信号载频估计、参数估计、调制识别、解调、编码识别等;灵巧干扰信号生成单元根据信号处理单元得到的信号参数生成干扰信号;输出通道与输入通道对应,将产生的干扰信号变换到相应的中频发出。

  2 平台总体设计

  2.1 平台硬件结构设计

  通信侦察信号分析属于非合作通信环境下的信号处理,其宽频带、多调制方式、多信号的特点要求信号处理平台中的处理器具有高性能的处理能力外,还应具备较强的通用性、灵活性。随着大规模可编程器件的发展,采用DSP芯片和可编程逻辑器件相结合的信号处理平台显示出其优越性。采用这种结构的信号处理平台的最大特点是结构灵活,有较强的通用性,适合于模块化设计,从而能够提高算法效率;同时开发周期较短,平台易于维护和扩展,特别适合于实时信号处理。近些年,更多的实时信息处理平台采用了FPGA+DSP的结构,FPGA和DSP协作发挥各自的长处,低层的预处理算法处理的数据量大,对处理速度要求高,但运算结构相对比较简单,适合于用FP~GA进行硬件实现,这样能兼顾速度及灵活性;高层处理算法的特点是处理的数据量较低层算法少,但算法的结构复杂,适合于用运算速度高,寻址方式灵活,通信机制强的DSP 芯片来实现。

  根据灵巧干扰平台功能要求,平台硬件结构如图2所示。

平台硬件结构

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关键字:FPGA  DSP  干扰平台

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/0303/article_993.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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