一种多调制方式空空通信机的设计与实现

空空通信机安装在两个航天器上，建立双向通信链路，以完成两器之间的信息交换。文章首先简单阐述了空空通信机的工作原理和幅度不平衡度、相位指标要求等。然后，针对需要实现正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK）调制和二相相移键控（Binary Phase Shift Keying，BPSK）调制兼容的需求，进行了QPSK调制电路实现BPSK调制的理论推导；依据理论推导，分别提出QPSK调制原理、BPSK调制原理和调制实现框图。为保证相位变化的连续性，对调制数据采用格雷编码，并给出编码后QPSK调制和BPSK调制的设计星座图。最后，由现场可编程门阵列（Field programmable Gate Array，FPGA）实现两路调制数据编码，微带电路实现90°移相器及功率合成器；采用直接射频调制的方案实现产品。对实现的产品幅度不平衡度、相位不平衡度指标进行测试，测试结果表明，该设计可以满足空空通信机实际应用需求。该产品已成功应用于某卫星型号，设计方法对后续其他型号的空空通信机或发射机的设计有一定参考价值。     

高速星间收发通信机OFDM调制解调研究

目前，国内外针对卫星组网的研究主要集中在卫星之间的星间链路研究方向。为实现卫星组网通信系统中大数据量的信息交互，首次提出了一种利用正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing，OFDM）技术的高速星间收发通信机的设计方案。相比传统单载波技术，OFDM技术凭借其较高的频谱利用率、良好的抗多径干扰能力以及能够灵活分配资源等特有的优势，可用于实现星间通信的高码速率传输。首先设计了星间收发通信机的总体架构，基于星间通信系统的特点以及16QAM调制解调方式的优点进行了相关的参数设计，然后根据设计参数，采用Verilog HDL 硬件描述语言基于 ISE 开发平台和Modelsim软件完成了16QAM数字调制解调功能和时序的仿真，验证了设计的可行性。首次将OFDM技术应用到星间收发通信机，为其硬件实现奠定了基础，具有一定的参考价值。     

QPSK信号旋转方向对调制解调的影响

文章针对QPSK信号调制解调旋转方向不一致而导致的通信异常问题，通过深入分析及理论推导，得出当QPSK信号调制解调双方旋转方向不一致时，解调器译码输出的I Q支路数据与调制前的I Q支路数据彼此互换。基于此结论，对现有FPGA软件解相位模糊及译码算法进行了扩展及优化，使得解调器可兼容顺时针和逆时针两种旋转方向的QPSK调制信号的解调译码，从而提高了解调器的自适应性，仿真结果证实了该方法的有效性。     

载人航天空空通信子系统及其关键技术

介绍了实现神舟运输飞船与天宫目标飞行器间数据通信和传输的空空通信子系统的构成,以及空空通信机的功能及其主要性能指标。空空通信子系统采用抗干扰能力强、保密性优的直接序列扩频通信技术。分析了其中的核心中频解扩解调中的伪码同步和载波同步等关键技术,应用数字解调方案降低了子系统调试难度,提高了可靠性。     

MATLAB在信号调制与解调的仿真实验中的应用

通信系统就是完成信息传递所需的所有设备的总和.通信的目的是传输信息.因而如何准确地传输信息是通信的一个重要目标.其中调制解调技术为通信质量的提高和通信技术的高速发展提供了良好的技术支持,并被广泛应用.因此,论文将对调制解调的原理和性能进行研究和分析.利用MATLAB软件.采取编写仿真脚本程序和建立仿真模型两种仿真方式.对模拟调制解调进行了仿真,得到了仿真结果波形图.在此基础上,利用MATLAB的GUIDE工具箱开发了应用于教学的"信号的调制解调虚拟实验系统".     

基于FPGA的小卫星通信系统在轨可重构技术研究

小卫星未来在轨任务呈多样化和复杂化发展趋势,可重构技术可以解决小卫星处理能力不足和系统不能灵活扩展的问题。具备可重构功能的小卫星平台可以根据星上的工作状态和当前工作环境重新配置当前设备的工作模式,以适应复杂的空间环境和特殊的空间任务需求。提出一种基于FPGA的小卫星通信系统在轨可重构方案,包括数字基带和射频前端模块的可重构设计。通过FPGA控制加载不同配置文件或者通过卫星上行通道上注加载文件等方式实现功能重构,同时监控小卫星的工作状态,使得小卫星通信系统能够针对不同的航天任务或任务的不同阶段采用不同的通信模式,实现小卫星多功能的灵活扩展。     

编码扩频通信系统中非相干解调技术研究

为满足当前信息技术高速、安全、可靠通信的要求 ,对基于编码扩频的 DS/FH(直序 /跳频 )混合扩频通信系统中非相干解调技术进行了研究 ,简要分析编码扩频信号的组成 ,重点讨论数据解调时采用的非相干最大相关输出解调方案及其误码特性 ,并与其它通信系统的通信性能进行对比。仿真结果证实方案切实可行     

微小卫星测控数传一体化发射机数字基带设计

提出一种适用于微小卫星的测控数传一体化射频直接调制发射机方案,并基于FPGA平台设计完成发射机数字基带系统。基带系统采用测控标准调制(NRZ-DPSK-PM)和恒包络调制(GMSK、根升余弦(O)QPSK调制)方式,多种参数和滤波系数可重配置,支持不同速率的统一S波段测控和数传通信,灵活性高,可作为微小卫星测控数传系统的通用数字化模块。     

基于嵌入式内核的副载波DPSK遥测信号解调技术研究

基于XiLinx的FPGA芯片,构建一个嵌入式的片上DPSK解调系统,对DPSK的数字化解调技术进行研究。设计中充分利用软件设计的灵活性和FPGA的可重配置特性,可根据不同的需求更改软件和硬件接口设计,以完成不同的任务。与分离设备相比,扩大了应用范围,提高了可扩充性和可兼容性,且设备集中,更易于管理和维护。     

一种星载1553B总线远程终端设计

为了满足卫星有效载荷与卫星平台之间可靠的数据通信，实现卫星载荷单机的小型化，优化卫星载荷的性能，提高子系统的集成性，文章提出了利用FPGA，取代CPU、单片机和DSP，来控制1553B总线通信协议芯片JKR65170S6，以实现1553B总线远程终端的功能。采用芯片中16位缓冲零等待模式，设计了两种控制芯片的软件模式流程：中断模式和查询模式，给出了两种控制模式的状态转移图。完成了载荷单机和数管系统的数据通信，并对实现的1553B总线接口功能进行了测试验证。测试结果表明，1553B总线远程终端功能正常，性能良好，接口控制信号时序符合手册时序要求。用FPGA取代CPU、单片机和DSP等的控制，将载荷功能和接口通信集中在FPGA中实现，减小了卫星有效载荷的体积及功耗，增加了系统的可靠性。     

基于MSK的数字化解调解扩设计及FPGA实现

介绍了导航系统中语音通信的全数字解扩解调器技术;根据系统中信号的特点和实际应用要求,提出了一种合理的数字化MSK扩频信号的解调解扩方法;采用FPGA实现了一个码片速率为5MHz的MSK解扩解调器;实验结果证明该系统解扩解调性能较好.     

基于FPGA的S模式询问信号的侦收解码

S模式询问信号包括前同步脉冲和有效数据两个部分,且通过PAM和DPSK调制方式发送出去。针对其信号特点,从时域和频域考虑,给出两种解码方法,并对其计算机仿真结果进行了对比,得出互谱分析法抗干扰能力优于基于DFT解调法的结论。在ISE开发软件环境下,采用硬件编程语言VHDL,实现了基于FPGA的互谱分析解码设计。     

基于FFT的扩频码快捕模块的设计实现

介绍基于FFT的扩频码快速捕获原理,给出一种利用探测数据跳变来降低数据调制带来的检测信噪比损失的方法,并对快捕模块的核心单元——采样率转换单元和FFT/IFFT计算单元的FPGA实现进行详细的论述。仿真和实验结果表明,该方法在高数据率调制和低信噪比的情况下实现了扩频码的快速捕获和硬件资源的合理利用。     

卫星扩频应答机抗单粒子翻转技术研究

对卫星扩频应答机抗单粒子效应的方法进行分析，设计了采用反熔断丝工艺的FPGA （A54SX32），通过回读比对功能对FPGA 进行监控和处理。此方法大大降低了单粒子效应造成卫星扩频应答机发生功能性故障的可能性，并在系统中通过内部高可靠单机对易发生单粒子效应的扩频应答机进行监控，诊断出故障后进行修复，同时设计定时复位对应答机进行复位、开机操作，确保卫星在轨扩频应答机的正常稳定工作。     

一种基于FPGA的硬件开环位同步电路设计与实现

针对短时突发数据接收对位同步电路的要求,设计一种基于FPGA的硬件开环位同步电路。从时序关系,状态转化等方面分析其同步过程和原理,推导其相位误差、同步建立时间、同步保持时间等主要性能参数,并在现有通用FPGA芯片上实现完成设计方案。该同步电路完成无线数据接收中位同步从软件模块向硬件模块的转化,提高了位同步对高速数据及短时突发数据接收的适应能力,硬件测试结果验证了其正确性和有效性。     

中频数字化扩频接收机IC设计与实现

介绍一种适合测控系统应用的中频数字化扩频接收机大规模集成电路的设计与实现 ,并给出实验结果。该半定制集成电路以 FPGA为载体 ,不仅可以完成中频下变频、码同步、码跟踪、载波跟踪、解扩、解调的功能 ,还具有测距能力 ,其特点为增益高、体积小、应用灵活     

基于AD9364的小型化航空遥测系统设计

集成电路技术的发展和应用,促使航空遥测系统不断向小型化发展,急需一种新方案代替传统微波通信所使用的分立器件设计方案,而AD9364捷变收发器正是新一代软件无线电单芯片解决方案的杰出代表。介绍一种基于AD9364和FPGA的软件无线电遥测系统,其在采集到遥测数据后先进行组帧和PCM-FM调制,然后将调制信号传给AD9364直接上变频,最后通过飞行器上携带的微带天线发射给地面站。该系统已在多个型号项目上应用,具有集成度高、体积较小、功耗较低、兼容性强等优点,满足航空遥测系统的小型化需求。     

一种基于二维微波空间调制的通信跟踪系统

为了综合设计通信与测向跟踪系统,提出一种可以发射载有二维方向信息的空间调制通信跟踪方案。其思想是通过调制介质盘来改变信号的相位,用两个相干激励源把相位差调制到发射信号参数中,只需解调信号单天线接收机就可实现数字通信和来波方向估计。文中给出了调制信号星座的选择方法,信号状态的差分编码结构,单天线接收测向和数字信息解调算法,仿真了通信误比特率和相位测量精度,证明了在发射信号层面上是可以实现通信与跟踪综合的。     

一种宽范围非合作目标中频角跟踪接收机的设计与实现

为实现对非合作星间目标信号的捕获跟踪，提出了一种基于单通道单脉冲跟踪技术的非合作目标中频角跟踪接收机软硬件设计方案。硬件平台设计方案结合了FPGA与DSP在算法处理上的优势，涵盖高速ADC设计、系统时钟设计等。针对非合作星间目标信号的特征，提出了不同调制体制、不同码速率的非合作宽带数据传输信号的检测识别、角误差信号提取与分离方案，涵盖数字预处理、数字信道化、信道判决、信号检测估计、角误差信号提取等处理环节。系统捕获跟踪试验结果表明该非合作目标角跟踪接收机可以完成对多种调制体制(BPSK、QPSK、SQPSK等载波相位调制)、不同码速率(1kbps～300Mbps)的非合作宽带数据传输信号的角误差信号提取与分离,载频估计精度优于100kHz，码速率估计精度优于100kbps。本系统可实现对非合作目标信号的有效跟踪，为开展非合作目标角跟踪接收机的工程化研究奠定了扎实基础。     

动力系统试验工艺参数监视系统设计

在火箭动力系统试验中,需要实时监测、显示和传输地面工艺系统和箭上状态参数.主要阐述了采用上下位机控制模式设计的工艺参数监视系统,介绍了系统硬件和软件设计.上位机硬件包括工控机和采集板卡,以LabVIEW语言开发软件设计,构建工艺状态总图;下位机采用PXI控制系统,加载采集板卡信息,通过光纤以太网与上位机进行通信.该系统监测参数达到300路,数据每100 ms更新一次,在多次型号动力试验中得到验证,能够准确地实现试验状态参数远距离采集、传输和显示,提高了试验安全性.