相参相关Weibull分布海杂波建模与仿真

介绍了一种用零记忆非线性变换(ZMNL)模拟具高斯谱特性的相参相关Weibull分布海杂波的方法。由正交白高斯噪声序列经线性滤波器产生相关的正交高斯序列,用ZMNL将该序列通过非线性变换为相参相关Weibull杂波。仿真结果表明,该法形成的海杂波信号与理论值吻合较好,方法可行。     

深空接收机同步算法设计及实现

针对深空通信链路信号衰减大、传输时延长并存在大多普勒频移的特点,提出了一种基于CCSDS协议标准接收信号的同步算法,采用Costas反馈环进行载波同步,利用早迟门恢复定时时钟,通过相关性检测帧头解决相位模糊问题,最后对相位误差进行估计并补偿。在此基础上,设计并实现了适合于现场可编程门阵列(FPGA)定点运算特点的同步简化等效电路。基于Xilinx FPGA平台的实测结果表明,文章同步算法的硬件电路实现简单,在15dB信噪比的高斯白噪声情况下能较好地实现时间、频率的跟踪与锁定,可为未来深空接收机的优化设计提供有益参考。     

雷达信号模拟器中的杂波蒙特卡罗仿真

首先介绍了两种产生相关随机序列的基本方法 ,分析了各自优缺点。无论采用哪种方法 ,均需要产生出具有所要求的功率谱特性的相关高斯随机序列。从频域和时域介绍了产生相关高斯序列的两种方法。最后根据雷达信号模拟器的设计要求 ,给出了几种概率分布模型杂波蒙特卡罗仿真方法。     

基于FPGA的FTN信号接收算法的优化

针对FTN信号接收算法复杂度高、硬件资源消耗大的问题,在FG-SS-BP算法理论模型基础上优化运算结构,提出泰勒简化-高斯近似-置信传播(TS-GA-BP)和查表-高斯近似-置信传播(CT-GA-BP)两种利于FPGA实现的设计方案。实验结果表明,在误码性能为10–4的条件下,采用4阶泰勒展开的TS-GA-BP方案和采用8bit查表的CT-GA-BP方案对比原FG-SS-BP算法性能分别损失0.2dB和0.3dB,最高吞吐率分别为139.7Mb/s和85.3Mb/s。两方案的资源消耗各有侧重,TS-GA-BP主要依赖计算资源,而CT-GA-BP主要依赖存储资源。因此,可依据不同资源环境选取合适方案,便于与其他通信模块级联。     

FPGA实现高速全并行DFT／IDFT处理器的设计

文章介绍了采用Xilinx公司的Virtex4系列FPGA设计高速接收机中的DFWIDFT处理器的实现方法及技巧。充分利用Virtex4芯片的硬件资源,减少复杂逻辑,采用流水方式对复数数据实现了数字下变频、加窗、DFT、滤波、IDFT等运算。整个设计采用流水与并行方式,尽量避免瓶颈的出现,提高系统时钟频率,达到高速处理,满足高速解调的要求。     

FPGA多模式高效脉冲压缩工程应用

针对现代雷达系统功能需求多样化、处理数据量大的特点,提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）处理平台的多模式高效频域脉冲压缩方法。其快速傅里叶变换（FFT）模块采用复式FFT结构,其运算能力比基-4 Burst I/O结构提高了一倍;参考函数模块采用实时查表法,根据发射信号基本参数对参考信号进行实时生成;脉冲压缩模块进行了知识产权（IP）核封装处理,使其既能通过灵活配置适应多工作模式实用需求,又能够便利地移植和复用。采用此方法在基于Virtex-7 FPGA硬件平台上进行试验验证,结果表明,该方法能够高效地实现8192点至32768点脉冲压缩处理,处理点数多,实时性高,且处理结果满足航天工程应用要求。     

基于FPGA的相关匹配实时处理算法

相关技术被广泛应用于信号处理领域,针对相关运算因计算量大而无法实时处理的问题,提出一种基于FPGA的频域相关技术。对复数信号作快速傅里叶变换,与需要检测的信号频谱实现复相关,将复相关序列通过傅里叶逆变化转换为实序列,从而实现了相关运算的并行实时处理。将该技术应用于信号的帧头检测中,测试表明该方法不仅保证了脉冲检测的时效性而且硬件资源消耗也很少,可满足相关运算的实时处理需求。     

基于FPGA的大时宽带宽积频域脉压设计

介绍了基于ALTERA公司FPGA器件的高速实时FFT运算单元实现及频率域脉冲压缩处理的设计方法.在分析了基8、按频率抽取FFT算法的基础上,采用多级同步流水线结构,利用现场可编程门阵列(FPGA)完成了最大4096点块浮点FFT.整个设计划分成多个功能模块,采用VHDL描述语言,并在Stratix器件上实现.结果表明,利用FPGA实现复杂的数字信号处理(DSP)算法是完全可行的.     

一种基于红外序列图像的弱小目标检测方法

针对天空背景下红外运动弱小目标的检测问题,提出一种结合小波变换和管道滤波的序列图像的检测算法。首先对红外序列图像采用小波变换,再采用全局门限法进行阈值分割提取出潜在目标,用形态开运算去除噪声点,以减少候选目标数目,最后再使用管道滤波的方法确定真实目标。实验结果表明,该方法能有效地检测运动红外弱小目标,显著提高红外弱小目标的检测概率,并易于硬件实现。     

基于改进的快速Fermat数变换的卷积算法及其FPGA实现

与离散傅里叶变换(DFT)相比,费尔马数论变换(FNT)用移位代替乘法,因此其运算速度更快,但是快速费尔马数变换算法(FFNT)的变换长度有限且与位宽成比例,而基于Good-Thomas映射的多维分解技术在增加变换长度的同时会使模运算中出现坏因子,伪费尔马变换虽能剔除坏因子却不便用FPGA实现FNT模运算。将艾森斯坦余数系统(ERNS)与多维映射结合,提出改进的FFNT算法(MFFNT),并在Virtex6 FPGA平台上实现了长复数序列的卷积。仿真结果表明,与基于FFT的卷积算法相比,基于MFFNT的卷积算法运算时间较短,乘法器资源消耗较少。     

多载波跳频通信系统设计

文章提出一种利用OFDM调制实现同时使用多个频点进行跳频的多载波跳频通信系统,并给出了一种基于RS序列的多载波跳频方案。通过计算机仿真,对多载波跳频信号进行时／频分析,验证了多载波跳频机制,并给出了高斯白噪声下系统的BER曲线。根据OFDM调制的特点,其非常方便使用FPGA器件实现。文章最后给出一个简单的多载波跳频通信的FPGA实现。     

一种基于训练符号的OFDM系统同步新算法

提出一种基于训练符号正交频分复用系统的时间频率联合同步算法。算法构造了每个载波上传输PN序列的训练符号,利用训练符号良好相关特性实现了定时估计和粗频偏捕获,再使用ML估计算法进行细频偏估计。仿真结果表明,在多径信道和加性高斯白噪声信道下,新算法定时估计和频偏估计误差小、计算复杂度低。     

基于FPGA的红外图像运动补偿滤波算法实现

针对运动场景和噪声混叠的红外图像,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的红外图像运动补偿滤波算法。首先,算法设计采用运动补偿滤波算法,通过帧间相关性和阈值判断等方法,有效实现图像区域检测分类;其次,对分类后的区域选定不同参数的滤波处理,有效抑制噪声,改善图像显示质量;最后,硬件使用流水线结合并行处理的解决方案,能够有效提高图像处理的速度。实验结果表明:基于FPGA的红外图像运动补偿滤波算法设计资源消耗低,将运行优化算法耗时降低到了1 ms内,为红外图像实时处理应用提供了基础。     

空间太阳望远镜相关计算的FPGA实现技术

空间太阳望远镜卫星（SST）为了补偿卫星平台随机抖动稳定图像采用了相关跟踪方法。而相关跟踪器计算时间是提高系统性能的关键之一。在考察国内外相关跟踪研究成果的基础上,提出了一种新的解决方案。在算法上采用MIMD的并行计算技术分解相关运算,在结构上利用FPGA的可自由配置特点,将并行算法固化在FPGA中,构建了相关跟踪FPGA模块。整个系统在可应用于航天环境的XCV800型FPGA上设计实现,资源与计算精度都满足系统需求,而计算时间仅为0.3ms,比原有设计减少了一半。为提高系统的响应速度等方面性能提供了保障。     

空间太阳望远镜FPGA星载图像压缩模块的设计与实现

应用（5, 3）整数小波变换和稀疏矩阵的游程编码方法,为空间太阳望远镜卫星（SST）中的图像压缩单元（DCU）构建了一种高效高速的FPGA运算模块,使DCU压缩2048×1024大小太阳图像的时间由原先中德联合设计的32秒减为0.23秒,压缩速度提高了两个数量级,各项技术指标均满足SST科学任务需求,为今后扩展功能及航天高精度遥感技术发展提供了宝贵的经验和技术储备。     

基于空时编码的SOQPSK-TG调制器的FPGA设计

为满足未来遥测系统高码速率且可靠传输的要求,将空时编码与SOQPSK-TG技术联合调制,通过使用正余弦波形查表法及基于预编码特性的累积相位映射简化来设计结构,设计一种ALAMOUTI空时码与SOQPSK-TG编码调制的FPGA实现方案。在FPGA硬件平台测试结果验证SOQPSK-TG体制相比传统遥测调制体制具有更高的频带利用率,并且基于空间分集技术的空时编码并不会对SOQPSK-TG信号频谱产生影响,具有抗信道衰落能力的空时编码在未来遥测系统有一定应用价值。     

基于熵的SAR干扰效果评估方法

SAR干扰效果评估具有很大的不确定性和复杂性。提出了一种基于熵的SAR干扰效果评估方法,并以条带式SAR为例,仿真研究了高斯噪声干扰下SAR对均匀分布型目标的成像效果,采用该方法对干扰效果进行了评估,得到了较好的结果。     

一种基于Actel反熔丝FPGA的高速DDR接口设计方法

文章提出一种基于Actel公司RTAX-S系列耐辐射反熔丝FPGA实现的高速DDR输出电路的设计方法。通过Modelsim对其进行了布局布线仿真分析和验证,验证了设计方法合理、可行,有助于反熔丝FPGA后续星载应用。     

基于离散方波变换的脉冲星微弱信号周期性检测

为满足X射线脉冲星深空导航系统对脉冲星微弱信号周期性检测的要求,提出了一种基于离散方波变换(DSWT)的周期信号检测算法,并给出了其硬件实现方法.首先,通过对比DSWI和FFI变换核的相似性,证明了DSWT算法进行周期性检测的可行性,同时,研究了DSWT对白噪声的抑制作用;其次,DSWT的变换核仅取+1或-1,更适合硬件电路实现,给出了该算法的FPGA实现方法;最后,采用以Xilinx Spartan-3系列FPGA芯片XC3S2000为核心的开发板组成实验仿真系统,分别对实测和仿真脉冲星数据进行实验.结果表明:1.该算法可检测信噪比低于FFT算法;2.在信号输入完毕后3个时钟周期内即可得出计算结果,耗时比FFT算法少三个数量级;3.实现该算法所需的硬件资源少于FFT算法.     

一种基于自适应遗传算法的高斯FM^mlet变换最优时频原子搜索算法

时频分析方法是当前非平稳信号分析与处理的研究热点,基于高斯let变换的信号表示方法成为目前分析具有线性和非线性频率切变信号的重要工具.高斯FMm let变换在信号分析与处理中的应用面临的一个主要问题就是匹配追踪方法的数字实施方法.针对现有算法精度不高、收敛性差的问题,提出了一种基于自适应遗传算法的高斯FMm let变换最优时频原子搜索算法.首先详细推导了时频原子有限长序列的离散公式,接着详细讨论了自适应遗传算法,然后给出了一种利用自适应遗传算法搜索高斯FMm let变换最优时频原子的算法及其实现方法,最后结合实例对该算法进行了仿真研究.结果表明,该算法不但搜索精度很高,而且具有较好的收敛性和鲁棒性.