复杂电磁信号侦察处理机可配置计算关键技术研究
发布时间：2024-04-06 20:24
本文依托某预先研究、某基金以及某科研计划等多个项目的研制，以“大尺寸、非规则、紧相关”为主要特点的复杂电磁信号侦察处理为主要应用背景，以小型化、低功耗、多功能系统设计为主要研制目的，紧密围绕基于FPGA平台的可配置计算技术在宽带卫星电子侦察应用中的若干关键技术开展深入研究，内容涉及面向宽带信号侦察应用的信号处理流程与计算特性分析、可配置计算模型与应用框架研究、配置开销优化技术、以及基于动态配置的引导式智能化信号侦察系统设计技术等。论文主要研究内容包括以下几个部分： 第一部分，对应用背景、信号处理流程以及相关算法进行深入分析，提出新型可配置信号处理结构(第二章)。 深入分析了卫星电子侦察系统发展趋势与载荷需求，研究了宽带复杂信号被动侦察系统一般组成、几种主要接收机及信号分析处理机结构，分析了传统信号侦察系统中“单向、确定的”信号处理流程局限性，以及信号侦察中以实时频谱分析技术为核心的相关算法及其对动态配置的需求。在此基础上，提出了“两阶段可配置信号处理流程加有限配置点”的新型信号处理结构，基于该结构的系统，在可配置计算技术支撑下，可以将多种接收机结构以及多种工作模式集成于一套系统，通过模...
【文章页数】：194 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
主要缩略语表
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景与意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究背景与选题依据
1.2 可配置计算技术及其研究应用现状
1.2.1 可配置计算技术的概念
1.2.2 可配置计算技术基本术语
1.2.3 可配置计算技术主要研究思路
1.2.4 可配置计算技术在应用领域的研究成果与发展趋势
1.3 本文主要研究目的与解决的关键技术
1.4 论文内容与结构说明
第二章 宽带复杂电磁信号侦察处理流程与计算特性研究
2.1 引言
2.2 宽带复杂电磁信号侦察处理系统组成与实现结构
2.2.1 系统组成
2.2.2 宽带数字信号侦察系统接收机的实现结构
2.2.3 宽带数字信号分析处理机的实现结构
2.3 新型多阶段可配置信号处理结构
2.3.1 单向确定的信号侦察处理流程
2.3.2 引导式宽带信号侦察系统
2.3.3 多种工作模式以及信号情报分类
2.3.4 两阶段可配置信号处理流程
2.4 相关算法以及对配置能力的需求
2.4.1 时频联合域信号检测与时域、频域门限
2.4.2 FFT 点数与频率分辨率
2.4.3 基于频率模板触发的信号捕获、采集时长与瀑布图
2.4.4 DPX 计算以及三维频谱态势图
2.4.5 宽、窄带信号测量与信道化带宽
2.4.6 雷达信号脉内调制类型和脉间调制类型分析
2.4.7 通信信号调制类型分析
2.5 本章小结
第三章 可配置宽带电磁信号侦察系统体系结构研究
3.1 引言
3.2 可配置结构与计算模型概述
3.2.1 可配置结构模型
3.2.2 可配置计算模型
3.3 扩展 SoPC 混合可配置结构模型
3.4 宽带信号侦察可配置计算模型 BSRRCM
3.4.1 BSRRCM 基本思想
3.4.2 BSRRCM 的基本组成以及层次结构
3.4.3 BSRRCM 的形式化语义描述
3.4.4 BSRRCM 上的操作和向量结构
3.4.5 BSRRCM 的映射规则
3.4.6 BSRRCM 执行模型
3.4.7 阶段可配置流程与大粒度任务的区别
3.5 BSRRCM 特点以及性能分析
3.5.1 BSRRCM 特点
3.5.2 BSRRCM 性能分析
3.5.3 BSRRCM 的局限性与适用条件
3.6 本章小结
第四章 面向宽带复杂电磁信号侦察应用的可配置应用框架设计研究
4.1 引言
4.2 可配置计算框架概述
4.3 宽带复杂电磁信号侦察可配置系统应用框架
4.3.1 MVC 控制机制介绍
4.3.2 BSRRCS-RCAF 的组成与层次结构
4.3.3 基于 BSRRCS-RCAF 的宽带复杂电磁信号侦察系统统一设计
4.4 BSRRCS-RCAF 公共服务体系
4.4.1 基于 MVC 的 BSRRCM 模型自动实现
4.4.2 扩展 SoPC 混合可配置结构的统一设计接口
4.4.3 多层次可配置计算实现策略
4.4.4 可配置阶段流程与配置点模块算法库及其存储
4.5 BSRRCS-RCAF 性能分析与测试
4.5.1 参数级动态重配置时间开销分析与测试
4.5.2 模块级动态重配置时间开销分析与测试
4.5.3 芯片级动态重配置时间开销分析与测试
4.6 BSRRCS-RCAF 应用实例
4.6.1 基于 BSRRCS-RCAF 的系统设计构建流程
4.6.2 基于 BSRRCS-RCAF 的宽带信号侦察系统的快速构建
4.7 本章小结
第五章 利用 PBMC 优化配置开销技术研究
5.1 引言
5.2 MC 技术概述
5.2.1 context 的概念
5.2.2 SC-FPGA 和 MC-FPGA 芯片
5.2.3 目前 Multi-context 技术相关研究与应用特点
5.3 基于任务调度和多配置区域的 PBMC 设计
5.3.1 PBMC 结构模型
5.3.2 可配置区域的选择
5.3.3 基于多区域的 PBMC 结构设计
5.4 基于 PBMC 局部动态配置的性能分析以及动态任务划分原则
5.4.1 BSRRCS-RCAF 下典型任务图模型
5.4.2 传统硬件设计思想下性能分析
5.4.3 SC 设计思想下性能分析
5.4.4 PBMC 设计思想下性能分析
5.4.5 性能仿真与验证
5.4.6 BSRRCS-RCAF 应用框架的设计原则
5.5 基于 PBMC 局部动态配置在宽带复杂信号侦察系统中的应用
5.5.1 调制类型分析算法的应用背景
5.5.2 应用之一—大计算模块的分解
5.5.3 应用之二—配置点模块的替换
5.6 本章小结
第六章 可配置引导式智能化信号侦察系统工程化实现
6.1 引言
6.2 可配置宽带复杂电磁信号侦察系统计算结构
6.2.1 可配置宽带复杂电磁信号侦察系统硬件平台
6.2.2 以 SoPC 为核心的多芯片协同计算
6.2.3 可配置宽带复杂电磁信号侦察系统软件总体结构
6.3 渐进引导式智能复杂信号综合分选识别
6.3.1 多维度电子情报信息
6.3.2 基于动态配置的工作模式切换
6.3.3 引导信息及其作用
6.3.4 引导信息定义以及各工作模式对生成引导信息的贡献
6.3.5 各种工作模式下引导信息的生成
6.3.6 根据引导信息更新应用
6.3.7 频率模板的设置
6.4 系统运行与实验情况
6.4.1 频谱监视模式引导采集跟踪模式
6.4.2 频谱监视模式引导宽带测量模式
6.4.3 频谱监视模式引导窄带测量模式
6.4.4 系统运行显示输出信息
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 本文内容总结
7.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
作者在学期间完成的科研项目
本文编号：3947111
【文章页数】：194 页
【学位级别】：博士
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主要缩略语表
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景与意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究背景与选题依据
1.2 可配置计算技术及其研究应用现状
1.2.1 可配置计算技术的概念
1.2.2 可配置计算技术基本术语
1.2.3 可配置计算技术主要研究思路
1.2.4 可配置计算技术在应用领域的研究成果与发展趋势
1.3 本文主要研究目的与解决的关键技术
1.4 论文内容与结构说明
第二章 宽带复杂电磁信号侦察处理流程与计算特性研究
2.1 引言
2.2 宽带复杂电磁信号侦察处理系统组成与实现结构
2.2.1 系统组成
2.2.2 宽带数字信号侦察系统接收机的实现结构
2.2.3 宽带数字信号分析处理机的实现结构
2.3 新型多阶段可配置信号处理结构
2.3.1 单向确定的信号侦察处理流程
2.3.2 引导式宽带信号侦察系统
2.3.3 多种工作模式以及信号情报分类
2.3.4 两阶段可配置信号处理流程
2.4 相关算法以及对配置能力的需求
2.4.1 时频联合域信号检测与时域、频域门限
2.4.2 FFT 点数与频率分辨率
2.4.3 基于频率模板触发的信号捕获、采集时长与瀑布图
2.4.4 DPX 计算以及三维频谱态势图
2.4.5 宽、窄带信号测量与信道化带宽
2.4.6 雷达信号脉内调制类型和脉间调制类型分析
2.4.7 通信信号调制类型分析
2.5 本章小结
第三章 可配置宽带电磁信号侦察系统体系结构研究
3.1 引言
3.2 可配置结构与计算模型概述
3.2.1 可配置结构模型
3.2.2 可配置计算模型
3.3 扩展 SoPC 混合可配置结构模型
3.4 宽带信号侦察可配置计算模型 BSRRCM
3.4.1 BSRRCM 基本思想
3.4.2 BSRRCM 的基本组成以及层次结构
3.4.3 BSRRCM 的形式化语义描述
3.4.4 BSRRCM 上的操作和向量结构
3.4.5 BSRRCM 的映射规则
3.4.6 BSRRCM 执行模型
3.4.7 阶段可配置流程与大粒度任务的区别
3.5 BSRRCM 特点以及性能分析
3.5.1 BSRRCM 特点
3.5.2 BSRRCM 性能分析
3.5.3 BSRRCM 的局限性与适用条件
3.6 本章小结
第四章 面向宽带复杂电磁信号侦察应用的可配置应用框架设计研究
4.1 引言
4.2 可配置计算框架概述
4.3 宽带复杂电磁信号侦察可配置系统应用框架
4.3.1 MVC 控制机制介绍
4.3.2 BSRRCS-RCAF 的组成与层次结构
4.3.3 基于 BSRRCS-RCAF 的宽带复杂电磁信号侦察系统统一设计
4.4 BSRRCS-RCAF 公共服务体系
4.4.1 基于 MVC 的 BSRRCM 模型自动实现
4.4.2 扩展 SoPC 混合可配置结构的统一设计接口
4.4.3 多层次可配置计算实现策略
4.4.4 可配置阶段流程与配置点模块算法库及其存储
4.5 BSRRCS-RCAF 性能分析与测试
4.5.1 参数级动态重配置时间开销分析与测试
4.5.2 模块级动态重配置时间开销分析与测试
4.5.3 芯片级动态重配置时间开销分析与测试
4.6 BSRRCS-RCAF 应用实例
4.6.1 基于 BSRRCS-RCAF 的系统设计构建流程
4.6.2 基于 BSRRCS-RCAF 的宽带信号侦察系统的快速构建
4.7 本章小结
第五章 利用 PBMC 优化配置开销技术研究
5.1 引言
5.2 MC 技术概述
5.2.1 context 的概念
5.2.2 SC-FPGA 和 MC-FPGA 芯片
5.2.3 目前 Multi-context 技术相关研究与应用特点
5.3 基于任务调度和多配置区域的 PBMC 设计
5.3.1 PBMC 结构模型
5.3.2 可配置区域的选择
5.3.3 基于多区域的 PBMC 结构设计
5.4 基于 PBMC 局部动态配置的性能分析以及动态任务划分原则
5.4.1 BSRRCS-RCAF 下典型任务图模型
5.4.2 传统硬件设计思想下性能分析
5.4.3 SC 设计思想下性能分析
5.4.4 PBMC 设计思想下性能分析
5.4.5 性能仿真与验证
5.4.6 BSRRCS-RCAF 应用框架的设计原则
5.5 基于 PBMC 局部动态配置在宽带复杂信号侦察系统中的应用
5.5.1 调制类型分析算法的应用背景
5.5.2 应用之一—大计算模块的分解
5.5.3 应用之二—配置点模块的替换
5.6 本章小结
第六章 可配置引导式智能化信号侦察系统工程化实现
6.1 引言
6.2 可配置宽带复杂电磁信号侦察系统计算结构
6.2.1 可配置宽带复杂电磁信号侦察系统硬件平台
6.2.2 以 SoPC 为核心的多芯片协同计算
6.2.3 可配置宽带复杂电磁信号侦察系统软件总体结构
6.3 渐进引导式智能复杂信号综合分选识别
6.3.1 多维度电子情报信息
6.3.2 基于动态配置的工作模式切换
6.3.3 引导信息及其作用
6.3.4 引导信息定义以及各工作模式对生成引导信息的贡献
6.3.5 各种工作模式下引导信息的生成
6.3.6 根据引导信息更新应用
6.3.7 频率模板的设置
6.4 系统运行与实验情况
6.4.1 频谱监视模式引导采集跟踪模式
6.4.2 频谱监视模式引导宽带测量模式
6.4.3 频谱监视模式引导窄带测量模式
6.4.4 系统运行显示输出信息
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 本文内容总结
7.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
作者在学期间完成的科研项目
本文编号：3947111
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3947111.html