基于PCI-E的陣列信號(hào)處理系統(tǒng)硬件研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和通信技術(shù)的發(fā)展,無線電通信和測(cè)量技術(shù)在無線局域網(wǎng)、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信、地質(zhì)勘探、深空探測(cè)、定位、聲吶、雷達(dá)、電子戰(zhàn)等各個(gè)領(lǐng)域都得到了越來越廣泛的應(yīng)用,而陣列信號(hào)處理技術(shù)在空域信號(hào)分析和處理方面有著獨(dú)到的優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為無線通信和測(cè)向的一種重要手段,陣列信號(hào)處理的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備在各國(guó)已經(jīng)得到深入的研究和應(yīng)用。而陣列信號(hào)處理的一個(gè)基本問題就是獲取同時(shí)處于空間某一區(qū)域內(nèi)多個(gè)空間目標(biāo)信號(hào)的位置和方向,因此需要利用天線陣列對(duì)空域信號(hào)進(jìn)

2、行采集和分析,此時(shí)對(duì)信號(hào)的采樣和處理,已經(jīng)不局限于傳統(tǒng)的單路信號(hào)的采集、處理和傳輸,而是在空間不同位置上對(duì)接收的空域信號(hào)進(jìn)行陣列采樣和處理,少則幾百個(gè)陣元,多則幾千上萬個(gè)陣元(例如:美國(guó)的海基X波段雷達(dá)),這樣采集和處理的數(shù)據(jù)量就非常大,怎樣更加有效地從接收的空間多路信號(hào)中提取出有用信息,已經(jīng)成為制約雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。不僅如此,隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,特別是云計(jì)算和大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的發(fā)展和需求,對(duì)大容量數(shù)據(jù)的處理和傳輸就提出了更高的

3、要求,網(wǎng)絡(luò)中端到端的數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)達(dá)到至少100Mbps以上。怎樣實(shí)現(xiàn)板卡之間、處理器之間實(shí)時(shí)、高速的數(shù)據(jù)傳輸,已經(jīng)就成為了制約系統(tǒng)性能的一個(gè)重要瓶頸。
　　綜合以上兩大問題和實(shí)際需求,該論文旨在完成基于 PCI-E的陣列信號(hào)處理系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì),本文的主要研究工作如下:
　　(1)首先,介紹了一種高速的PCI-E總線協(xié)議和PCI-E接口的結(jié)構(gòu),并論證了高速的PCI-E在陣列信號(hào)處理中的應(yīng)用價(jià)值和可實(shí)現(xiàn)性,最后將PCI-E

4、接口應(yīng)用到了陣列信號(hào)處理板中,作為陣列信號(hào)系統(tǒng)子板與PC機(jī)主板高速通信的橋梁。
　　(2)本文從陣列信號(hào)處理技術(shù)的研究背景出發(fā),詳述了陣列信號(hào)處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值。同時(shí)也介紹了陣列處理系統(tǒng)中基本的信號(hào)模型和陣列天線模型,并重點(diǎn)闡述了陣列信號(hào)處理中的基本算法研究(DOA算法和波束形成算法)。
　　(3)在以上理論的支撐下,本文主要研究和設(shè)計(jì)了基于PCI-E接口的陣列信號(hào)處理板卡,旨在將理論的陣列信號(hào)處理技術(shù)在工程中得以驗(yàn)