摘要：随着社会地不断发展，电力通信需求也在不断增加，很多新的电力通信技术也被应用到实际中去，在电力通信系统的运行过程中，信号处理影响着系统的运行质量与能力，因此在对于通信信号进行处理的过程中，很多技术设计都在进行研发创新当中，在众多的信号处理技术当中，基于FPGA的通信信号处理技术受到研究人员的青睐，原因在于，运用FPGA硬件平台进行信号的处理可以有效保障信号的质量，并且可以保持系统运行的稳定。文章主要对于FPGA硬件平台上的通信信号处理技术以及应用进行深入地研究。
关键词：FPGA；通信信号处理；技术设计；实际应用
前言：通信信号的处理质量与处理系统的技术条件有着很大的关系，随着通信技术的不断发展，很多信号处理技术也随之产生，实际上，通信信号处理技术是一个复杂的计算机设计系统，因此在实际的操作过程中需要具备良好的硬件设备，基于FPGA的通信信号处理技术就是依靠FPGA的硬件设备对于通信信号系统中的信号发送与接收端进行信号处理，以保障信息传输质量，在具体的技术设计与应用过程中，还需要不断进行研究，这样有利于技术的不断成熟与完善。
1基于FPGA的通信信号处理的设计技术
1.1扩频通信技术
简单来说，扩频通信技术就是对于频谱进行拓展，在冷战时期，这种技术主要被应用于军事保密通信系统的设计当中，但是随着政治、经济一体化发展趋势的形成，扩频通信技术才逐渐被人们知道，并且被应用于通信信号处理系统当中。这项技术主要具有三个明显的特征，第一就是它是一种数字传输方式，并且利用与被传信息无关的函数对于被传信息进行调制可以实现带宽的展宽；最后一个特征是可以在通信信号的接收端对于扩频信号进行调解，并且可以使用相同的扩频函数，进行信息的还原。
在扩频通信系统中，扩频码对于系统会产生重要影响，扩频码又称为信道扩码，可以区分来自同一方向的不同信号数据。在扩频通信技术的应用过程中，要求扩频码要具有尖锐的自相关特性，并且要具有最大限度的复杂性，这样才可以保障通信信号在处理的过程中不受到干扰，并且对于信号起到保密的作用。主要的扩频码有m序列和walsh序列，在m序列中，有着强烈的自相关特性（如图一），其峰值为31，并且旁瓣值为-1，可见其自相关性很强[1]。在很多信号处理系统中，都会使用m序列进行扩频，原因就在于其系统的自相关性很强，并且具有一定的稳定性，在技术的应用过程中可以对于频谱进行良好地扩频操作，保障通信信号的质量。
图一：m序列的自相关特性.png)
1.2通信信号处理技术
在通信信号处理系统的运行过程中，主要依靠的是两个系统，一个是信号采集系统，主要依靠信号采集板进行信号的接收与处理，另外一个就是信号的处理系统，主要通过信号处理板进行信息的处理与传递。
其中，信号采集板主要是的作用就是将模拟信号进行接收并且通过转换系统降模拟信号转换为数字信号，常用AD采样进行数据的转换，之后再通过光纤将数字信号的相关数据发送到信号处理板中。通过信号采集板的结构图（如图二）可以看出，其主要构成有控制器、时钟芯片、光纤收发机等。
除此之外，信号处理板主要是对于信号采集板输送过来的数据信息进行特定的处理，在进行通信信号处理的过程中，对于扩频调制后的信号进行发送，然后再对于数字信号进行恢复信息内容的处理[2]。信号采集板与信号处理板需要相互的配合才能完成通信信号的处理任务，并且两者的系统无论是在时钟设计方面，还是在光纤通信设计方面都有着很大的差别，总而言之，采集板与处理板是两个相互独立有互相联系的系统，在通信系统的运行过程中起着重要的作用。
2.基于FPGA的通信信号处理技术的实际应用
利用FPGA的平台进行通信信号处理的技术被广泛地应用在各个领域当中，其中应用最为广泛地就是军事领域。在现代军事设备、技术发展过程中，很多的军事设备都需要进行远距离的信号输送，方便及时了解军情，在军事领域内，对于通信技术的应用要求更高，现以雷达与拦截导弹的实时通信系统的设计为例，对于通信信号处理技术进行实际应用的分析。
图二：信号采集板的结构图.png)
在对于雷达与拦截导弹实时通信系统进行实际的设计中，一共分为两个部分（如图三）一个是对于雷达发送系统进行设计，另一个是对于导弹的接受系统进行设计，这样可以保障整个系统的功能合理，并且符合实际的信息通信情况。
雷达发送系统结构图
导弹接受系统结构图 图三.png)
在对于信号处理板进行设计的过程中，首先要对于时钟进行精准的配置，保障信息传输的精准度，这要根据实际的系统情况进行配置，同时还要对于发送模块进行一定的技术设计，虽然在实际的系统运行过程中信息的发送速度所需要的时间很短，但是在短暂的时间范围内系统自身进行了复杂的程序运行，首先是将输送来的信息进行二进制的编码，然后在对于二进制的编码进行相应的扩频处理，在这个过程中要对于信息进行一定的调整，然后通过AD进行模拟数字信号的发布（如图四）[3]。在整个信号处理的过程中，对于雷达探测系统而言要求百分百的准确度，这样才可以保障导弹拦截的正确性，由此也可以发现，现代军事战争已经演变成为了信息战争、技术战争，只有不断重视军事设备的升级与更新，利用先进的信息技术来发展军事，才可以保障在军事较量中占据有利地位。
图四：信号发送流程图.png)
就目前通信信号处理技术的发展情况而言，在很多领域内都可以进行技术系统的设计与应用，但是在具体的技术设计中还存在着很多有待解决的问题，我国在利用FPGA平台进行通信信号的处理过程中，整体的实际应用状况良好，但是由于信号处理技术投入的成本较高，并没有进行大范围的应用，在今后的发展过程中应该不断进行技术的优化与更新，这样才可以提高技术的使用效率，提高通信信号处理的能力，为通信技术的发展做出重要的贡献。
结语：社会地不断发展使得我国的通信能力和水平有了很大的提高，但是在技术领域内还存在着很大的上升空间，在今后的通信事业发展过程中，应该重视对于新技术的开发与利用，不仅仅要对于通信信号处理技术进行升级创新，还应该重视整个通信系统的优化与升级，保障社会的通信实力和水平。
参考文献：
[1]耿昕.基于FPGA的通信信号处理的设计与实现[D].南京理工大学,2013.
[2]许庆.基于FPGA的通信信号处理的设计[J].电子世界,2014,14:222-223.
[3]刘洋.基于FPGA的信号处理平台设计与实现[D].沈阳航空航天大学,2013.
论文作者:梁益昌
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/21
标签：信号处理论文; 通信论文; 信号论文; 技术论文; 系统论文; 过程中论文; 扩频论文; 《基层建设》2016年18期论文;