可变长度的数字匹配滤波器的原理与设计

电子科技 1997年 1月 第 l期 (总第 39期) 可变长度的数字匹配滤波器的原理与 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 尹伟谊 裴 昌幸 陈 健 菩兴雯 摘 要 数字匹配滤l丧器具有很 强的信号处理能 力，是通信 系统 中常 用的一种部件 。文 中 介 绍 可 变长度 的 通 用敷 字 匹配 滤 波 器 的原 理 与设 计 。 关键词 通信，敷字匹配滤波器，编码与解码 Principle and Design of the Variable Length Digital M atched Filter Yin Weiyi Pei Changxing Chen Jian Zeng Xingwen (School of Communication Engineering．Xidian Univ．) Abstract The dig[tal matched filter has very powerful capability of processing signals，and is a dev~e in common use in communication systems．The principle and design of a variab~ length digital matched filter is introduced in this paper． Keywords communication，digita[matched filter，coding and decoding 1 引 言 在通信系统中，为了快速有效 、准确无误 地传递信息，必须采用各种有效的措施 ，以降 低传输过程 中引入的噪声与干扰对信号传输 质量的影响。扩频和编码技术是 目前抗噪声 和干扰的最有效 的方法 ，对扩频信号或编码 信号的接收 ，需要通过对这些信号的解扩或 解码，恢复出传递的信息。数字匹配滤波器具 有很强的信号处理能力，是通信系统中常用 的一种部件 ，用它可以很简单的方式完成解 扩 或解 码 。 数字匹配滤波器的实现有多种方法，可 利用微机、单片机或如 TMS320这样的信号 处理器采用软件的形式完成 ，但通信一般要 求对信号进行实时处理 ，这就对计算速度提 出了很高 的要求 。另一种方法是用硬件 电路 · 尹伟谊 西安 电子科太综AIlk务网理论及关键技 术国家重点实验室工狴师 · 裴昌幸 西安电子科太通 情工程学院副教授 。 · 本文干 1 996年 7月 24目收到 来实现，可以实现接收信号的实时处理 。在一 些系统 中 使用的码字的长度是变化的，如跳 频 电台同步信息的提取等 ，这就要求所用的 数字 匹配滤波器 的长度是可变 的，否则就需 要多个数字匹配滤波器分别用于不同长度的 码字 ，这必然会大大增加系统的复杂程度 。 本文介绍一种用移位寄存器、模二加电 路及计数器等构成的长度可变的数字匹配滤 波器的原理和设计 2 数字匹配滤波器模型 数字匹配滤波器在信号处理中实质上是 起到数字相关器的作用，它可对特定码字进 行相关处理，由此完成信号的解扩或解码，恢 复出传递 的信息。设传送 的信息为 { }，扩 频码或编码码字为 }，长度为 Ⅳ ，即 } 一 {c。，c 一，c ，}，也可 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示为 c( )： c0)一 三 c O 一 ) (1) 式中 ，一 ’ ㈨ 维普资讯 http://www.cqvip.com 为门函数 ，7 为码元宽度 。发送信息 (“)经 编码(扩频)后 ，发送的信号为： s0) = 三 d ((f n7 ) ( — nT) (3) 式中 g(￡)为门函数 ，类似干式(2)的定义，持 续 时间7’一N 若 匹配滤波器对 c( )匹配 (正相关或负相关 )，则匹配滤波器的冲激响 应为 ： h“)一 c(T — t) 度与要 匹配的码字 c( )的长度 Ⅳ 有关 ，如何 实现数字匹配滤波器的长度可变 ．构成通用 型的数字匹配滤波器是我们追求的 目标 。图 2是 可变 长度 数字匹配滤波 器 的原理 电路 图．由一个 N 位移位寄存器、一个 Ⅳ 位寄存 N I 一 三 c ( 一 7 ) (4) f-- U 由此可得数字匹配滤波器的输出为 ： ( )= ( )× h0) 一 三 日 I c(r—n7’)g(r n7’)· 一 J c(7’一 t+ r)g(t r)dr } 一 d_l I c(r_-T)c(T— t+ r)dr + Ic(r)c(1 r)dr (5) { 上式可用下式等效 ： Y．一 _l 三 c l_J+ dc-Yc．‘+ (6) 由此 可以看 出，y 是一个相关 函数 ，严格地 讲，y 是 { )码的两个部分相关 的加权和 ， 加权值为传递的信息 {a )。当 ≠ Ⅳ 时．由 式(6)可以看出，此时匹配滤波器与接收到的 信号不匹配 ， 的值较小。当 J一 Ⅳ 时，有 Ⅳ 1 1 YⅣ 一 n0三 c,c．+Ⅳ 一 三 C = N (7) 表 示数字 匹配 滤波器 与输入 信号 匹配 (相 关)，由此可通过 Y 的值来判断数字匹配滤 波器是否匹配 ，从而检测出一个码字或一位 信息 。数字匹配滤波器的原理如图 1所示 慧 三三 蓑 I 图 1 数字匹配滤波器原理图 3 可变长度数字匹配滤波器的实现 图 1所示数字匹配滤波器中 ，^ ( )的长 参 亏码 图 2 可变长度数字匹配滤波器 器、计数器、比较器等电路组成 。其工作原理 是：经解调后恢复 的码元流送到 Ⅳ 位移位寄 存器，位移 时钟 为 c ，即 为码元 流的速率 R 由式(6)可以看出，匹配滤波的过程 ．实 际上就是本地参考码与接 收码流的相关 比较 过程，将其对应位模--)m，求其对应位的相同 数和不相 同数的差值。在无噪声和干扰的情 况下，当匹配时，即t=7’或J=N时 ，相关值 Y 为 Ⅳ。考虑到信道 中噪声和干扰的影响，解 调后有误码元存在，设定一门限 V⋯ 若 Y 大 于门限 V ，则表 明此时输入 Ⅳ 位码流与参 考码匹配 ，从而可以恢复出一位信息码元 ，同 时可以利用码元的匹配 ，获得信息码元的同 步。数字匹配滤波器的长度变化可通过对计 数器计数脉冲的控制来实现。下面分别对电 路的各部分及主要参数的确定进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。 3．1 N位移位寄存器 移位寄存器是数字匹配滤波 器的核心 ， 目前所用的移位寄存器大 多是 8位，可并 入 串出和 串入并出，要完成较长的数字匹配滤 波器 ，需用多片这样的移位寄存器。这种电路 的优点可同时完成 Ⅳ 位模二加 ，但所用的移 位寄存器需多片，Ⅳ 个模二加电路 ，电路相 对复杂。目前有 32、64甚至更大的移位寄存 维普资讯 http://www.cqvip.com 器 ，但只能串入串出与循环移位 ，我们选择这 样的芯片作为移位寄存器。这样需要解决的 问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 是 ，如何在一个码元 T 的时间内完成 N 位模二加和计数。采用快速移位相加的方法 可 以完成这一功能 ，移位时钟 cp = Ncp．， 此时的实现方法如图 3所示。首先，印 一个 时钟脉冲使输 出码元流 的一个码元进入到 Ⅳ 位移位寄存器 I的最左位，其余位右移一 位。然后用时钟 c 进行循环移位 LⅣ次，移位 寄存器 【I也同步进行循环右移 ，并与移位寄 存器 I的对应位进行模二加 ，用计数器 I对模 二加的结果进行计数 ，然后与门限比较 ，超过 门限则表 明此时输入 的 Ⅳ 位码 与参考码 匹 配 ，就可检l测出一个码字 ，否则表 明不匹配 。 进行 Ⅳ 位循环右移后，两个移位寄存器又回 到初始状态 ，再将一位码 元送入移位寄存器 【，重复上述过程，直至完成所有的匹配任务 ， 图 4为移位时钟控制图。 图 3 可变 度数字匹配滤 波器实现 电路 几 ⋯ J L 几 几 n r]几 ⋯ J-L厂L N 位 雾嚣] 厂一 ⋯一__L厂 移控制 l I l J 图 4 移位寄存器时钟 3．2 数字匹配滤波器的长度 对不 同长度 的码字的 匹配滤波 ，可通过 控制计数器 【的计数脉冲的数 目来实现，这 实际上是对计数时钟 cp 加窗 口的办法实现 的。通过对计数器 II的预置数来改变窗 口的 大 小，可实现小于 等于 Ⅳ 的任意码字 的检 测 由于所用移位寄存器匹配滤波时是采用 循环移位，则必须经 Ⅳ 次移位后恢复成初始 状态 ，因此计数 时钟 的速率应与循环移位的 时钟相同，为 印 。对于小于 Ⅳ 的码字匹配 辅出 时，还是应在 Ⅳ个 cA时钟内完成。如码字长 为 ≤ Ⅳ ，则有 Ⅳ一 个多余位存在 ，采用 控制计 数器 I的计数 时钟数的方法 ，可以将 这 Ⅳ 一 多余位屏蔽掉，不影响对长为 的码字 的正 常匹配，同样可 以在一个码元的 时间内完成码字的匹配。对计数器 【的计数 脉冲数的控制可通过计数器 【【的顶置 来完 成，如图 5所示。 N 也 计数器 。 厂 一 ] 厂 与门 几 几 几一一 几 几 图 5 计数时钟 (下转 第 25万) 一 21 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 索。例如为提高零位时间稳定性，我们采用了 复台钝化层应力补偿技术，高温加工 中的慢 降温措施 ；封装工艺 中的应力隔离与无应力 封装技术等。为减小零位温度系数，采用离子 注入掺杂 ，以提高掺杂均匀性 ；用浓硼埋层扩 散以保证引线的欧姆接触和互连线的可靠性 稳定性；采用专用玻璃环静封 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 ，避免困热 失配应力的引入而附加的零位温度漂移。为 减 小灵敏度温度系数，严格控制 自补偿 点掺 杂浓度和提高再补偿精度。这些措施都已收 到 比较明显的效果。 采用微机械加工技术和 VLSI技术 自行 设计、研制和生产微型压力传感器在 国内还 是首次 我们的意图是利用厂校协作的方式 ， 发挥各 自的优势，尽快 将实验室的高科技成 果移植到大生产 中，转化为生产力，为我国压 力 传感 器生产技术的更新换 代和产 品上档 次 ，为赶超 国际先进水平而努力 参 考 文 献 l Li Yuejin，Zhu Zuoyun，eta1 Research On the sill toni piezoresistive mlcro-differential pressure trans- ducer made by micromachining．Journal of Xidian University，1995，22(5){I2l～ 125． 2 朱作云，李跃进等．矩形硅杯绝对压力传感器的研 制．传感技术学报 ，1 996，9(1)：71~75． 3 牛德芳．力学量敏感器件及 其应用 科学 出版社 ， 1 990． 4 李跃进 ，朱 作云等．硅各向异性腐 蚀中自动终止技 术的研究．西安电子科技大 学学报 ，1991，18(4)： 】12～ I1 7． 5 徐义 刚等．四电报系数 P—N结 自停 止腐蚀 研究． 半导 体学报 ，1994，I5(11)：762~767． 6 王秉时 力敏元件的静 电封接原理与工 艺．传感器 技术 ，I 991，3：38～40． (上接 第 21贯) 结 论 数字匹配滤波器是通信系统中的一个重 通用性好。将其集成后可成为应用于通信及 要部件 ，本文介绍 的可变长度的数字 匹配滤 相关领域的一种很有生命力的通用器件。 松下 TC一2188M 型彩电受雷击故障检修一例 故障现象 ：受雷击后造成整机呈“三无”，且机内无“吱吱”声。 分析检修：打开后盖 ，发现保险管 801已变黑熔断 ，光 电耦合器 D836(TLP621)已裂成 两片，说明开关电源电路受雷击已产生严重的短路性故障。对与 D836相连的各元件分别作检 查 ，发现光电耦台器 D811内部的光敏管 C、e极之间已击穿 ，且发现 D823和 0827也已击穿 将 F801、D836、D811、D823、Q827均更换后，测 IC802① 、⑧脚之间和② 、③脚之 问电阻均正 常，测电源进线两端 电阻为 301"1正常，查 I15V、50V、16V输出端的负载电路也未见对地呈短 路 ，此时用交流调压器从 11{3～ 220V逐步提高 ，通 电试机，仍呈“三无”，说 明该机还有受雷击 造成的故障。为确定故障部位，用 6OW／22oV的灯泡作为主电压输出端的假负载 ，试机灯泡仍 不亮 ，从而断定开关电源电路中有故障。在开关电源中，分别检查启动电路和稳压控制电路中 各元件 ，发现 IC802② 脚外接的电阻 R81 5(1n)已变值为 30D,。将 R815更换后，试机一切恢复 正常。 辽 宁省辽 中县南 f]街 6号 】、丽芳 一 25 — 维普资讯 http://www.cqvip.com