基于FPGA的并行数字脉压设计

在超宽带雷达接收系统中,对超大带宽、高数据率和大数据量的基带信号处理,并不再适合采用传统的基于DSP芯片的低速率串行脉压方式.在数字中频接收系统中基于FPGA实现并行多相滤波数字下变频与并行数字脉压的综合设计,采用并行多相FFT和频率抽取IFFT的算法架构,多个并行基带信号同时进行脉压运算,相比传统串行方式能够大大提高处理效率.将数字脉压由雷达信号处理系统提前到数字中频接收系统实现,并基于FPGA实现并行高效处理,对优化雷达系统的接收及处理架构具有重要意义.     

一种基于多相滤波器的信道化数字检波方法

提出了一种基于多相滤波器的信道化数字检波方法,该方法可以满足雷达脉冲检波的实时性和大带宽的要求,抽取运算在滤波之前,运算量小,结构高效,易于在可编程大规模集成电路上实现.     

中频软件无线电接收机的设计与实现

文章通过对软件无线电基本理论的研究,得出一种多相滤波数字正交变换的中频软件无线电结构,A/D的采样频率只有原采样频率的一半,这样就降低了对采样器件的要求。为了降低后续DSP处理速度需求压力,文中利用FPGA实现了多相滤波数字正交变换结构的延迟滤波,证明了这种结构的正确性和可行性。     

基于多相滤波的高速滤波器FPGA设计

针对吉赫兹数据率实时滤波处理的工程化难题,在传统的多相抽取滤波器基础上进行数学推导,提出一种基于多相滤波的高速滤波器FPGA简便设计方法。该方法在输出数据率不变的前提下,通过多相滤波降低了运算速率,并且实现架构统一,无需额外资源开销,便于模块化设计。仿真结果验证了其可行性。     

基于多相正交序列移位序列的CDMA通信系统

介绍多相正交序列的构造方法,对多相正交序列的自相关和互相关特性进行分析。提出采用多相正交序 列的移位序列作为扩频序列的通信方式,并给出接收端序列同步的实现方法。这种方式能解决低相数多相正交序列互 相关特性不理想,而高相数多相正交序列难以搜索的困难。     

多相正交序列用于扩频通信系统的研究

基于Sueh iro提出的一种多相正交序列构造方法,分析此多相正交序列的自相关和互相关特性。提出一种可转换为用于实际系统的多相扩频信号。理论证明该多相扩频信号具有优于原序列的自相关和互相关特性,并给出基于此信号的MC DSSS扩频通信系统模型。对系统进行了仿真,仿真结果表明,采用多相正交序列比采用WALSH码序列误码率性能略优。为多相正交序列在实际系统的应用拓展了道路。     

星载多波束发射阵列天线多通道数字上变频设计

针对多波束发射阵列天线输入为中频宽带信号的特点,设计了数字波束成形网络方案,提出了一种适合于工程实施的多通道数字上变频并行处理算法,同时设计了一个集混频滤波和预加重处理功能于一体的复合滤波器,并结合反馈式增强锁相环和逻辑锁定技术提高了阵列天线各通道的幅相一致性.通过仿真分析和工程试验表明,提出的算法利用多相滤波器结构、分布式算法和复用式设计既减少了运算量,又有放降低了硬件资源消耗;采用的复合滤波技术及时钟同步技术提高了通道的幅相一致性,确保了相控阵天线波束赋形的效果.该设计的算法和硬件实施技巧对资源有限的大规模阵列信号处理有较好的借鉴价值,对宽带数字收发信机信号流设计也有一定的参考意义.     

自适应数字波束形成的格式滤波算法

从矢量空间分析的角度，分析了格式滤波算法在自适应波束形成中的应用，以空间正交化原理为基础，得到了一种新的递推型格式滤波算法，使格式滤波器的阶次降为原来的一半，从而较少地减少了算法的运算量以及简化了硬件结构。     

基于多相完全互补码的串行时分CDMA通信系统设计与分析

多相正交码是一种比二元码更优秀的地址码,而多相完全互补码具有更良好的相关特性。在分析多相正交码性质的基础上,研究基于多相完全互补码的串行时分CDMA通信系统,给出此通信系统的设计方案,方案采用自适应移位递归寄存器实现高速数据传送。并对此CDMA系统消除多址干扰影响和精确估计多径效应的性能进行详细分析。     

无人机测控中OFDM发射机的设计与实现

设计适用于无人机测控信道的正交频分复用(OFDM)发射机。首先,分析时域加窗法在不同升余弦滚降参数下对OFDM信号的带外泄漏抑制性能。然后,分析基于NCO的多采样率信号处理技术在不同窗函数下对OFDM信号频谱的影响。最后,设计并实现基于时域加窗与多相插值滤波结构的0FDM发射机。测试结果表明,方案对无人机测控系统中OFDM发射机信号的带外泄漏抑制达50dB。     

加权叠加结构滤波器组动态信道化结构研究

针对传统DFT多相结构滤波器组动态信道化结构要求系统过采样因子必须为整数,限制了参数设置的灵活性的问题,将灵活高效的加权叠加(WOLA)结构滤波器组引入动态信道化结构。通过公式推导得到WOLA综合滤波器组的实现结构,进而设计了基于WOLA结构滤波器组的动态信道化结构。仿真结果表明,设计的动态信道化结构解除了系统过采样因子必须为整数的限制,增强了参数设置的灵活性,同时与DFT多相结构滤波器组动态信道化结构相比,重构误差减小了一个量级,具有良好的重构特性。     

基于多相滤波原理的侦收机信道化方法

文章研究了基于多相滤波原理的接收机信道化方法,与传统低通滤波信道化法相比,降低了计算复杂度,易于实时分析。     

DFT算法并行性分析与实现研究

针对离散Fourier变换(DFT)在实时信号处理中具有广泛应用、而其运算速度又受到DSP器件性能限制的情况,进行了DFT的并行性研究及并行性能分析;并在基于并行多处理机平台-TMS320C80的编程结构基础上,实现了两种并行DFT算法。基于TMS320C80进行的试验表明:所开发的并行DFT算法的运行结果与理论分析吻合,该并行算法的速度和精度都得到了保证。     

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。     

脉冲星导航系统的星历表误差RKF校正算法

为了减小星历表误差对脉冲星导航系统的影响,本文提出了一种针对星历表误差的RKF(Robust Kalman filter)导航定位方法。通过对星历表误差进行分析,得到星历表误差随时间变化的关系。建立带有星历表误差的量测模型,利用Kalman滤波原理进行计算。在Kalman滤波计算的过程中,星历表误差项是未知的,利用矩阵不等式进行处理,最终确定误差协方差的下界,并计算反馈增益得到最终的状态估计值。将RKF方法与UKF和其他两种处理星历表误差的滤波方法分别在绕飞地球和火星的轨道上进行测试并进行对比分析,实验结果表明,提出的方法可以取得到比UKF和其他两种滤波方法更高的定位精度,有效的减小星历表误差对脉冲星导航系统的影响。     

雷达对抗侦察宽带数字接收机

具有 1GHz瞬时带宽的数字接收机是雷达对抗侦察接收机的发展方向 ,也是目前研究的重点。介绍了FFT信道化接收机、多相滤波信道化接收机、单比特瞬时测频接收机的结构及信号处理流程 ,讨论了射频折叠信道化、射频直接信道化和射频跟踪滤波接收机的实现方法 ,重点研究了不同接收机对射频滤波器的要求 ,指出了实现上的难点     

并行组合扩频组合伪码捕获算法研究

为提高并行组合扩频测控通信系统接收端的同步性能,研究并行组合伪码的同步头、滑动相关、数字匹配滤波捕获算法,提出了并行组合伪码的FFT捕获算法。经理论分析与仿真验证,得出了数字匹配滤波与FFT捕获算法适用于并行组合扩频测控通信系统的结论。     

基于DMR-CED容错方法的多相结构数字下变频SEU防护设计

商用SRAM型FPGA具有低功耗和可重配的特点,可以为空间应用提供更好的性能,但其在空间环境下容易受到单粒子翻转效应(SEU)的影响。三模冗余是一种传统的SEU防护方法,然而应用到多相结构的数字下变频上会占用太多资源。提出一种针对多相结构数字下变频的SEU防护方案,通过双备份冗余(DMR)与并发错误检测(CED)相结合的方法对多相结构的数字下变频进行防护。通过故障注入的方法进行防护性能评估,并对所提方案和三模冗余的结果进行对比,验证方案不仅有效且占用资源较少。     

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.     

基于SPECAN算法的SAR并行成像处理研究

简要介绍OpenMP的并行计算模型和谱分析SPECAN成像处理算法,通过研究合成孔径雷达SAR的回波数据在计算机中的存储结构,得到高效的粗粒度任务划分方法,并使用OpenMP编译指导指令对成像处理过程进行并行优化,显著提高了整个处理过程在多核处理器平台上的运行效率。