基于Box-Muller、Tausworthe和DDS的FPGA噪声和干扰信号生成方法

• 作者: 刘璐 戎瑞亚 李海斌
• 来源期刊: 工业技术创新
• 学科: 工学
• 关键词: 信号发生器 白噪声 正弦干扰信号 FPGA 线性反馈寄存器(LFSR)
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 智能算法
• 页码范围: 119-126
• 页数: 8页
• 分类号: TN98
• 语种: 中文
• DOI: 10.14103/j.issn.2095-8412.2021.12.020

摘要

研究白噪声和正弦干扰信号的生成机制,提出基于Box-Muller算法、Tausworthe算法、直接数字频率合成(DDS)的FPGA噪声和干扰信号生成方法.在噪声生成方法中,应用Box-Muller算法与Tausworthe算法形成服从高斯分布的随机变量,首先利用Tausworthe算法生成均匀分布的随机变量;接着利用Box-Muller算法用于把随机变量转换为服从高斯分布的随机变量;再通过3个线性反馈寄存器(LFSR)得到随机长度达到288的随机序列.在干扰信号生成方法中,使用切比雪夫级数近似对数、正弦等函数,应用DDS技术生成查找表并存储于ROM中,以降低硬件复杂度、减少硬件资源消耗.生成方法融合了DDS技术,将调频波分解为一个载频信号分量与多对变频旁瓣分量,实现扫频干扰信号的调制.仿真分析及工程实践表明:该算法可应用于各主流FPGA中,算法仅需1767个查找表、915个FIFO存储、48个8位的数字信号处理单元以及2.5个36 k内存等资源,即可获得浮点误差仅为千分之一的两路噪声信号,具有较强的工程实践意义.