非规则LDPC码译码量化问题研究

对应用于国家数字电视地面传输标准的非规则LDPC码的log-BP译码算法实现中的量化问题进行研究,针对三种不同的编码效率的码字,对接收数据和中间变量进行均匀和变精度量化方案设计,并在高斯信道上仿真。通过对误码率和译码硬件复杂度两方面的对比和优化,得出了标准采用的LDPC码log-BP算法量化的实用性结论,作为硬件实现及其他应用的重要依据和参考。进一步指出对中间变量采用“变精度量化”方案,可使误码率非常接近无量化处理。     

支持宏块级帧场自适应的H．264解码器帧内模块FPGA实现

文章对支持宏块级帧场自适应的H.264帧内预测和残差系数反变换反量化进行深入分析,提出了一种易于硬件实现的H.264解码器的帧内模块算法并给出了其硬件结构,采用流水线方法、分解计算等多种优化计算方法提高硬件系统的并行度。从实验结果看,作为硬件实现方案,完全能达到实时要求。系统已经通过FPGA验证,工作频率可达到80MHz。     

Delta-Sigma调制器在空间指向镜位置伺服系统中的应用

在目前的空间指向镜位置伺服系统中,数字控制器输出脉宽调制（PWM）的量化误差会导致指向出现小幅角度振荡,使得指向的稳定性降低,进而导致光学遥感成像质量发生退化。针对航天器工程实现的特点,将 Delta-Sigma 调制器引入到数控软件中,在不改变硬件电路与系统参数的前提下,显著的降低了输出量化误差对伺服系统的影响。Matlab仿真结果表明,该方法可使指向镜的指向角度振荡幅值衰减至原来的1/5以下,有效地提高了指向镜的指向稳定性。     

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。     

基于电子倍增CCD的微光成像遥感器焦面电路设计

文章介绍了一种以EMCCD为探测器件的星载遥感器焦面电路实现方案。利用FPGA基于VHDL语言设计了驱动时序发生模块,运用直接数字频率合成技术、LVDS总线传输技术和大幅值信号放大技术构建了EMCCD硬件驱动电路。为满足卫星在线配置的需求,电路设置了遥控遥测接口模块。在EMCCD读出模块和焦面电源模块设计中提出了一定的降噪方法。最后,对EMCCD焦面电路样机进行测试,证实了该设计的有效性和可行性。     

Chirp超宽带数字接收机设计与实现

文章针对超宽带通信技术快速发展的需要,设计了一个Chirp超宽带数字接收机。该接收机使用数字匹配滤波器避免了模拟滤波器带来的巨大插入损耗,并可以使用较为简单的方法实现时间同步。在硬件实现上,利用单比特量化匹配滤波器系数降低接收机的资源占用。实验表明该接收机结构简单、资源占用少、性能较好。     

MBOC数字中频调制的FPGA实现

MBOC（6，1，1／11）调制是Compass系统与GPS和Galileo系统互操作的信号调制方式。文章采用FPGA实现了MBOC的数字中频调制，通过将FPGA实现的数据与Matlab仿真数据做比对，分析了由于量化带来的信号波形的幅度、功率谱密度和自相关函数等方面的误差。结果表明，采用14位量化时带来的误差很小，可以满足导航信号的设计要求。     

DBF\|SAR系统1比特量化设计

为解决DBF\|SAR系统数据率巨大和星上处理复杂的问题,提出了一种将各通道回波和距离向匹配滤波器都1比特量化的处理方法。首先证明当回波信噪比较低时,符号位已包含了目标的幅度信息,从而为1比特量化提供了可能;在此基础上,利用各通道间信号相关性强而噪声相关性弱的特点,通过数字波束成形技术,提高了系统信噪比。接着探讨了该方法的硬件实现结构和资源消耗情况。最后,仿真结果表明了方法的有效性。该方法在不明显降低成像质量的前提下,简化了系统电路设计和减小了数据率,对DBF\|SAR系统的工程实现有一定参考价值。     

基于FPGA的电源分析仪通道模块设计

电源分析仪可模拟多种条件下的电源电压波形信号对电子系统进行电源适应性测试。电源分析仪通道模块设计是研制仪器的关键技术之一,论文采用DDS原理设计了基于FPGA的通道模块硬件电路,并编程实现其功能。实验测试表明,通道模块设计达到了预期目标,证明了此方案的可行性,对电源分析仪的研制具有重要参考意义。     

基于单片机的车载酒精探测及安全控制系统的设计与实现

本文详细介绍了一种利用酒精传感器、A／D转换器、单片机、电子锁实现的车载酒精探测系统的硬件和软件实现方法。该系统以单片机为核心，配以检测电路、控制电路、报警电路，从而实现智能车载安全控制服务。由于具有设备检测的主动判断能力，因此具有较高的实用价值。     

基于并行运算体系结构的星敏感器图像处理算法

采用FPGA构建星敏感器图像处理并行计算体系结构。星敏感器图像处理算法由高通滤波、星点提取和星点排序3个模块组成。高通滤波模块基于图像局部加窗计算阈值的方法,星点提取模块采用逐行扫描的计算方法,星点排序模块采用基数排序的计算方法。星敏感器图像处理算法基于四级流水并行计算体系结构,显著提高了星敏感器图像处理的效率和算法的可靠性。
     

DVB-T/H调制器中多模式OFDM的FPGA设计与实现

阐述2K、4K和8K三种模式兼容的正交频分复用(OFDM)的实现方法,给出综合与仿真验证结果。核心模块快速傅立叶逆变换(IFFT)采用基于16位定点运算的基-2时间抽取算法和流水线结构。为防止定点溢出,提高精度,采取位扩展、输出数据统计定标等措施,在三种工作模式下,IFFT的输出信噪比均达到74dB。在OFDM实现过程中提出一种新算法,将频谱调整转移到IFFT中处理,减少延时,节省存储资源约109Kbit。提出多级CORDIC运算结构,在每级单元中实现一定次数的迭代,以满足更小硬件开销的FFT/IFFT需要。上述新算法和运算结构已成功应用于实际系统中。     

基于Matlab/Simulink的运载火箭6自由度运动仿真

以CZ系列运载火箭为对象,提出了一种基于MATLAB/Simulink的运载火箭6自由度运动仿真的方法。采用模块化的建模思想,建立决定箭体运动相关部分的数学模型,包括空气动力模型、发动机推力模型、六自由度运动学模型,然后对各个子模块分别采用Simulink建立单元仿真模型。通过对单元仿真模型的集成得到了火箭6自由度运动的仿真模型,基于该仿真模型进行了单元仿真。对比实测数据,证明提出的方法可行,模型建立正确。     

三体随动跟踪式重力卫星姿态与无拖曳控制方法

采用非接触洛伦兹力执行器代替微推进系统,提出一种“质量块—载荷舱—平台舱”三体随动跟踪式重力卫星总体架构,避免传统低低跟踪重力场测量卫星设计中的质心波动与执行机构带来的动力学不确定性影响。其次,建立了该架构下的卫星姿轨耦合动力学模型,并在此基础上针对动力学非线性耦合项的影响,构建了一种基于带宽参数化自适应补偿的复合自抗扰控制方法,提升姿态与无拖曳控制性能。最后,采用数学仿真验证了所提出的重力卫星总体架构及其控制方法的有效性。仿真结果表明,该方法有效提升了系统的频域性能。     

单片宽带频谱分析芯片设计

文章介绍了单片宽带实时频谱分析芯片的设计原理和方法，并在FPGA上进行了原型验证。设计中采用了基于多相滤波器组的下变频方案，并对下变频后每一路数据进行重叠加窗处理。为了减小芯片面积，对后端的FFT分析模块进行了优化设计，提出了将两条蝶形运算级合并为一条流水线的新型FFT设计构架。该设计可以不间断地处理数据，从而实现信号的无缝捕获。     

SRAM型FPGA的单粒子效应及TMR设计加固

宇宙空间中存在多种高能粒子,其辐射效应会严重威胁航天器中现场可编程门阵列（FieldProgrammable Gate Array,FPGA）器件工作的可靠性。文章研究了静态随机存储器型（Static Random AccessMemory,SRAM）FPGA中的单粒子翻转效应。理论计算表明,采用三模冗余（Triple Module Redundancy,TMR）设计方法可以有效缓解FPGA中的单粒子翻转问题。针对传统TMR设计方法的不足,提出了一种改进的TMR设计架构,并将该架构应用于某星载关键控制电路的设计中。文中的研究成果对SRAM型FPGA的空间应用有一定参考作用。     

具有SDRAM容错和检错功能的PowerPC 高性能处理单元设计

介绍一款PowerPC架构的高性能嵌入式处理单元设计.利用PowerPC体系结构内建的差错检测和报告机制,采用CPLD设计和实现了三模冗余(TMR)SDRAM存储器模块,不但提供高速存储器的容错能力,还具有差错检测能力,提高了处理单元的可靠性.介绍一个分布式容错计算机的实例,并分析了该方案的优点.     

SPACEBUS3000卫星平台及其测控系统

介绍了法国宇航公司ＡＥＲＯＳＰＡＴＩＡＬＥ研制的通信卫星平台ＳＰＡＣＥＢＵＳ３０００的主要电子系统结构和功能，着重介绍了它的测控系统部分，包括数管子系统和射频子系统的详细结构和功能划分，以及它们的设计方案。     

基于GPU的干涉测量VDIF格式数据编帧方法*

为提高深空测控网VLBI基带转换器灵活性和多种数据格式适应能力,设计一种基于GPU的VDIF格式数据编帧方法。基于CUDA并行运算架构开发符合VDIF规范的帧头计算模块、多通道单线程编帧模块和多通道多线程编帧模块。为了实现编帧过程效率的优化,设计基于纹理缓存查找表的数据量化方法和基于流式架构的多帧信号异步编帧方法。试验验证表明,设计的编帧方法结果正确,高效可靠,有望为我国深空测控干涉测量数据记录系统参与国际VLBI联合观测提供有效的支持。     

基于数字波形合成的PCM/FM调制技术

随着无线通信向数字化、软件化发展,采用软件无线电技术实现各种通信功能成为目前研究的热点。在广泛应用的PCM/FM遥测体制中,PCM/FM调制模块也可采用基于软件无线电的数字方法来实现。相比于模拟技术,数字技术可以改善模拟锁相调频电路的低频响应特性,有利于增强系统的稳定性和灵活性,并能有效地提高传输效率和保证传输性能。在PCM/FM调制的数字化实现方案中,结合了直接波形合成(DWS)及数字上变频(DUC)技术,以DSP为核心,通过软件算法将PCM信号分解为基带I、Q(同相、正交)信号,I、Q信号分别与各自的载波相乘后相加形成正交调制数据流,然后经过D/A转换得到正交调制模拟信号。其中的软件算法部分采用MATLAB语言进行全精度仿真及验证。