联合符号同步的低复杂度频域并行解调结构

针对高速卫星通信系统调制信号的符号速率非常高、而处理器的工作时钟频率相对较低的问题,文章提出了一种联合符号同步的频域并行解调结构。在分析传统基于FFT的频域并行解调结构的基础上,将符号同步与匹配滤波结合起来,可以使滤波器的输出数据速率低至符号速率,同时能够缩短FFT的长度,从而大大减少了实现时的复杂度。     

一种中高速突发QPSK数字解调系统捕获与载波同步算法的研究

文章介绍了一种中高速突发解调处理系统突发捕获与载波同步算法实现,采用相位域突发捕获与同步算法,解决了卫星上行信号幅度变化对突发捕获解调性能的影响,具有突发捕获概率高、载波同步快和解调动态范围大等优点,并且该算法FPGA逻辑资源占用及运行速度在软硬件实现上具有很大优势。     

一种OFDM信号峰均比抑制算法设计

针对移动通信系统中OFDM信号峰均比抑制算法实现复杂度高等问题,提出一种低复杂度的迭代限幅滤波峰均比抑制算法。算法首先根据功率门限P0与限幅因子α对OFDM信号的实部与虚部进行限幅处理,然后将限幅处理后的信号变换到频域进行滤波和星座扩展,最后将频域信号变换到时域,完成一次迭代限幅滤波处理。通过适当选择限幅因子α,算法仅需加法运算即可实现限幅处理。在迭代运算中,算法采用高于采样率的工作时钟复用FFT/IFFT变换单元,减少了发射机中峰均比抑制的资源消耗。仿真结果表明,所提出的算法在有效降低实现复杂度的同时,保持了较好的峰均比抑制和误比特率性能。     

高速数传QAM解调器设计及应用

为满足国内外对高速数传设备的迫切需求,研究QAM体制在高速数传环境下的解调算法。采用并行滤波器架构及FFT架构对高速数据进行降速,并研究多种鉴相算法,以应对QAM信号在高速环境下的跟踪需求。经过实物设计验证,该解调器最高支持1.5Gb/s码率16QAM信号的解调,高斯白噪声下解调损失可控制在1dB以内。     

卫星全数字化遥控副载波解调器的设计与实现

提供了一种全数字化遥控副载波解调器的实现方案,包括硬件结构和软件算法的实现。遥控副载波的解调功能完全由软件实现,硬件仅提供一个运算平台,使系统具有通用性。从其性能分析来看,该解调器可以满足遥控副载波解调的要求,并具有重量轻、体积小、功耗低和便于质量控制进行批量生产等特点。     

深空测控通信中GMSK体制非相干解调算法研究

针对深空测控通信中GMSK体制非相干解调损失较大的难点,提出了一种改进的GMSK信号非相干维特比解调算法。通过分析相位状态网格图中相位转移规律,建立理论仿真模型。通过原理样机的研制和测试,实测数据表明：该算法具有解调损失低、实现复杂度适中的优点;相比于理论的最佳相干解调算法,在误码率1×10 -4 量级下,实测仅损失0.6 dB。目前该算法已应用于国内某深空测控通信系统GMSK体制基带设备中,并成功解调出欧空局Herschel–Planck卫星数据。     

基于快行FIR滤波器的数字下变频设计及FPGA实现

在雷达系统设计中,对接收的宽带回波信号直接进行中频采样,然后数字下变频实现正交解调,这样可减少系统的复杂性,提高微波遥感信号处理器的数字化程度和性能.针对高速数字下变频模块时钟速率高和硬件资源消耗大的设计难点,采用8路并行滤波方法降低时钟速率,并优化了滤波器的实现结构,在DSP48硬件资源消耗上节省大约40％.在FPGA中编程实现了8路快行滤波器的数字下变频模块,最后实验结果表明该方法在2 Gb-ps高速采样率下性能优异,占用硬件资源较少,具有较高的工程可行性和实用性.     

600Mb/s高速数传接收机的设计与实现

提出一种基于FPGA的600Mb/s高速数传接收机全数字实现方案,对采用Costas环的载波恢复算法和采用并行数据转换跟踪环的码同步算法作了介绍。测试结果表明,该接收机在码速率小于350Mb/s时,解调损失小于1.5dB;在码速率为600Mb/s时,解调损失小于3dB。     

基于离散短时傅立叶变换的π/4-DQPSK信号解调

现有解调π/4-DQPSK信号的方法大多采用时域解调的方式。提出一种基于离散短时傅里叶变换(DST-FT)的算法,利用频域信息完成对π/4-DQPSK信号的解调。计算机仿真表明,该算法解调性能良好,运行效率较高,便于软件化实时处理。     

星载低复杂度Turbo译码器的实现技术研究

针对航天测控通信系统中微弱信号处理的实际应用需求,研究了Turbo译码算法在星载平台上的低复杂度实现技术。基于折线近似的Log_MAP算法,提出了一种新的基于FPGA的译码器实现方案,一方面简化了迭代译码过程中分支度量的计算存储方法,有效减少了存储容量及算法复杂度;另一方面采用半并行化及流水的数据处理方式,提高了译码处理速度。利用CCSDS标准建议的交织器和生成矩阵进行了仿真和实测,结果表明相较于其它结构,采用本文设计方案实现的Turbo译码器在Slice资源没有增加的条件下存储复杂度降低了29.6%,且在输出误码率<10 -6 时编码增益达到了9.9dB,保持了良好的译码性能。本文译码器已成功应用于某航天型号工程。     

PCM/FM信号软件化解调算法研究

根据PCM/FM信号的特点,提出一种新的基于STFT的软件化解调算法。首先,利用STFT计算PCM/FM信号中f0和f1频点的能量,然后,根据两个频点能量的变化规律,实现信号的码同步及解调。论述此种解调算法的基本原理及实现过程,分析其算法的复杂度,提出一种新的码同步提取和修正的方法。计算机仿真结果表明,该算法不但能够有效地抑制实际信号中的各种干扰对码同步精度的影响,具有较好的解调性能,而且其实现原理简单,运行效率较高,便于实现软件化的实时处理。该解调算法在实际的PCM/FM信号的处理中收到了较好的效果,具有一定的应用价值。     

一种新频域扩频多用户检测器与MC-CDMA的比较

介绍了一种频域扩频通信体制与多载波码分多址(MC-CDMA)多用户检测器的原理,比较了两者的多用户检测方法和抗窄带干扰能力.结果表明:该频域扩频多用户检测器具更优的抗多址干扰、远近效应和窄带干扰,且算法简洁.利于在低轨卫星通信系统中应用.     

卫星高速宽带数传系统的变步长LMS均衡算法研究

对码间干扰实现快速有效的均衡是卫星高速宽带数字传输的关键之一,针对S型函数(Sigmoid函数和双曲正切函数)变步长LMS均衡算法在误差e(n)接近零处μ(n)变化大的缺陷及算法复杂度高的问题,提出了一种改进的变步长LMS自适应均衡算法.算法通过简化步长更新式的复杂度,增加误差信息量,优化改进的S型函数结构,建立了新的步长因子μ(n)与误差函数e(n)非线性关系,使算法误差接近零处步长因子变化平滑缓慢,消除不相关噪声序列的影响,且算法复杂度比其它同类改进算法小.仿真结果表明新算法性能优于其它改进算法.文中给出了卫星高速宽带数字传输系统的仿真模型,将新算法应用到系统模型的白适应均衡器中,系统误码性能得到较大改善.     

一种通用的基四Viterbi算法的实现

文章使用基四的ACS单元来设计高速、低功耗Viterbi译码器。相对于基二的ACS单元,其复杂度提高了一倍。因此,针对于具体FPCA硬件实现,将算法进行了优化,使得更适合于硬件实现。实际结果表明,优化后的算法使得器件资源减少了,复杂度降低了,而且系统性能也得以提升。     

频域块LMS算法在直扩系统抗干扰中的应用研究

针对直接序列扩频(DSSS)通信系统中窄带干扰抑制问题,研究频域块最小均方误差(LMS)算法。首先对传统LMS算法、符号LMS算法、归一化LMS算法和频域块LMS算法进行理论分析和性能对比,然后建立基于频域块LMS算法的DSSS抗干扰系统仿真模型。先通过信噪比改善因子仿真来验证算法有效性,再仿真比较不同信噪比和信干比条件下窄带干扰抑制效果。理论分析和仿真结果表明,频域块LMS算法不仅比前三种LMS算法有更精确的梯度向量估计和更低的计算复杂度,而且可以有效滤除窄带干扰,抗干扰性能能够达到或优于前三种LMS算法,滤除干扰后的误码率曲线接近无干扰系统。     

遥测信号差分解调仿真

非相干解调由于不需要产生同频同相的本地载波,避免了因为本地载波的不精确导致的解调信号失真,降低了在实际系统中接收端实现的复杂度。文章分析了遥测信号的一种非相干解调的算法,并进行了仿真,得出高斯白噪声（AWGN）信道中的误码曲线。     

一种多速率OFDM测控系统的测距方法

在多速率OFDM测控系统中,提出一种基于FIR实现结构、联合时域与频域定时估计的高精度测距方法。首先,在时域对接收信号自相关,利用FIR滤波器计算定时度量并获得采样定时估计;在频域对包含残留定时偏差的信号消调制,通过FIR滤波进一步提高估计精度。然后,联合时域与频域定时估计进行精确测距计算。最后,给出该测距方法的理论性能表达式和克拉美罗限。方法利用基于FIR结构的相关计算方法进行测距,实现复杂度较低,其中L_0参数可根据性能指标取值。分析结果表明,方法的性能可以达到理论性能限,在高信噪比下的测距精度可达厘米级。     

CCSDS标准Reed-Solomon码编码参数的研究

Reed-Solomon码是具有很强纠错能力的线性分组码,广泛应用于各种通信系统中。对CCSDS标准Reed-Solomon码的主要特点进行了研究,通过使用自反码生成多项式和对偶基表示法使编码器中的常数乘法器个数减少一半,并且降低编码器的实现复杂度,而代价是译码器复杂度大大增加。在分析了近年出现的低复杂度比特并行有限域乘法算法以及FPGA技术发展之影响的基础上,考虑到降低译码器的复杂度可以达到空间通信系统整体性能的优化之目的,并且有利于今后空间通信系统与地面通信系统的融合,给出了修订空间数据系统咨询委员会（CCSDS）标准关于Reed-Solomon码编码参数的建议,提出在CCSDS标准的数据传输系统中可以允许使用多项式基表示域元素。     

基于SPIHT算法的遥感图像高速实现方案

基于小波变换的SPIHT图像压缩方案是目前公认性能较好的一种实用高性能图像压缩编码算法，但原始SPIHT算法链表式编码限制了其在高速处理中的应用。本文提出了一种改进的SPIHT压缩编码算法，在确保恢复图像质量与原始算法基本上相当的基础上，改进算法可以采用并行流水结构实现，有利于高速处理中的应用，为该算法在遥感图像中的应用提供了理论依据和工程基础。     

用于通信卫星的宽带微波光子链路性能研究与验证

随着卫星通信技术的飞速发展,以及卫星多功能融合技术的需求,未来卫星通信正朝着多频段、大带宽、多波束、配置灵活的方向发展,这对传统基于电子技术的卫星载荷多格式多频段信号接收及中继转发提出了挑战.本文利用微波光子技术格式透明、工作频段透明的优势,给出了基于微波光子技术的宽带通信卫星载荷结构,该结构在采用传统微波高功率发射及多路信号合成基础上,引入微波光子技术进行多格式多频段微波信号的光调制、光域微波信号宽带接收及转发.在此基础上建立了相应的用于宽带通信卫星的微波光子链路测试验证系统,对诸如噪声系数、系统线性特性及宽带信号传输特性等主要性能进行了详尽的分析与验证,测试结果表明该系统在S/C/Ku/ka频段具有良好的宽带线性特性和传输性能,且该性能与系统的调制灵敏度和解调灵敏度密切相关.