Link-11同步算法 FPGA实现：PMF-FFT方法

"基于PMF-FFT的Link-11同步算法的FPGA实现，旨在解决数据链Link-11系统在频偏较大信道环境下同步的问题。文章由俞卓骅和李绍胜共同完成，他们在北京邮电大学信息与通信工程学院进行研究。文章提出了一种新的同步头捕获算法，结合部分匹配滤波器的快速捕获特性和快速傅里叶变换对多普勒频移的估计能力，实现了在FPGA平台上的硬件验证。实验证明，相比传统方法，该算法捕获时间减半，并提供了在XC6SLX100 FPGA上的资源消耗情况。关键词包括通信与信息系统、Link-11、同步和FPGA。" 本文主要探讨了Link-11数据链系统中的同步问题，尤其是在实际应用中遇到的频偏问题。Link-11系统是一种广泛用于军事通信的双向数据链，用于舰船、飞机等平台之间的战术数据交换。在复杂的无线环境中，由于移动设备的相对运动，信号可能会产生显著的多普勒频移，导致同步难度增加。 作者提出了一种创新的同步解决方案，即基于部分匹配滤波-快速傅里叶变换（PMF-FFT）的同步算法。部分匹配滤波器在信号处理中常用于快速捕获目标信号，其优势在于能够有效处理频偏较大的情况。而快速傅里叶变换（FFT）则能有效地估计多普勒频移，这是由于FFT能够将时域信号转换到频域，从而直观地分析信号的频率成分。 通过将这两者结合，设计的同步头捕获算法能够在较短的时间内准确捕获到Link-11数据链的同步头，从而提高了系统的同步效率和可靠性。在FPGA上实现这一算法，意味着它可以高效地并行处理，进一步降低了实时捕获的延迟。实验结果表明，该算法相对于传统的串行捕获方法，捕获时间减少了约50%，这在高速、高动态的通信场景中具有显著优势。 此外，文章还详细分析了在XC6SLX100 FPGA上的资源消耗，这对于实际的硬件设计和优化至关重要。这包括逻辑单元、存储器资源以及时钟周期等方面的占用情况，为其他研究人员或工程师提供了具体的实现参考。 这项工作不仅提供了一个应对Link-11系统频偏问题的有效解决方案，而且展示了FPGA在高速通信同步领域的潜力，为未来类似问题的解决提供了新的思路和技术支持。