数字通信中帧同步检出方式的性能分析(二)

本文第一部份已就帧同步码检出的基本原理及固定相关电平判决帧同步检出电路进行了分析讨论。本文将就最大相关电平判决方式的帧同步检出电路进行分析讨论,比较二种检出电路的优缺点,提出电路设计应考虑的原则。     

共轴式无人直遥测自适应帧同步器及性能分析

某共轴式双旋翼无人直升机(简称无人直)遥测帧同步器以EPROM完成帧同步图样的相关检测,以软件实现帧同步逻辑和各种控制,以FPGA构成外围电路,能够自动适应无人机在不同工作状态下传送不同帧长和不同格式的遥测数据,并能支持较高的码速率(可达4 Mbps).通过性能分析,优化设计了各种帧同步参数.经过试飞,证明该遥测帧同步器性能良好,工作稳定,符合设计要求.     

基于帧同步的深空极低码速率数据回溯方法

深空探测任务中遥测数传码速率极低、传输时间受限、数据接收总量有限,为获取尽可能多的数据,需减少不必要的流量传输并提高数据接收效率.针对传统帧同步中过程中三态逻辑转换中的数据损失问题,提出了一种适用于深空极低码速率条件下的帧同步回溯方法.利用有效的帧同步锁定状态信息,对帧同步过程中三态逻辑转换时的数据帧进行回溯,能够有效...     

基于电子数据存储技术的微机化遥测处理系统

通过对某一高码速率光纤遥测系统中数据格式、码速率、数据容量、数据存储宽度、数据存储速率等特点的研究，提出了一种基于大容量电子数据存储器的微机化遥测处理系统，对存储的大容量数据阵列中的帧码识别、分路控制方法进行了讨论，并对受干扰数据处理时帧同步码检测的检测门限和同步对策参数进行了分析，最后给出了整个微机化的大容量遥测数据处理系统的软硬件设计方法，通过在６．５ＭｂｐｓＰＣＭ系统下的运行实验表明，整个方     

地面数字电视系统中载波同步方法

根据数字电视地面广播传输系统国家标准的技术特点和帧结构,提出了一种基于PN (Pseudo Noise)帧同步头的载波同步算法.首先在帧头捕获之后,接收端本地产生和接收帧头相一致的PN序列,根据帧头中的前后两个子序列的相关结果进行频率估计并矫正频率偏差,再根据PN相关峰进行相位纠正.该载波同步方案适用于地面数字电视系统中的3种不同的帧头模式,并且适用于单载波和多载波两种模式的帧结构.进行了理论分析和计算,给出仿真结果和分析.该同步方案具有同步速度快、抗噪声性能好、适合硬件实现等特点,并已应用于数字电视接收机硬件系统中.      

遥测系统中的改进型AMI码

提出了一种适于遥测系统中使用的改进型AMI码.该码型利用在二进制数据流中间插入冗余,使码型中不再出现长连零的方法实现,从而达到快速可靠捕获同步码的目的.分析了其特性,包括编码效率、误码特性、功率谱、帧同步一次通过捕获特性等.该码型具有和原始AMI码类似的功率谱,尽管其编码效率不高,其快速同步捕获的特性可以避免数据的丢失,提高了数据的可靠性.给出了改进型AMI码的具体实现方法.     

BCH（63，56）性能分析及仿真

作为一种实现复杂度低的信道编码方式,BCH(63,56)码被广泛应用在空间遥控链路中,具有检测2 bit错误及纠正1 bit错误的性能。从理论分析和计算机仿真两个方面研究了BCH(63,56)码的编码性能。在介绍BCH(63,56)码编译码原理的基础上,对其误码率性能进行了理论计算和蒙特卡洛仿真。结果表明:当译码后的误码率为1×10–5时,BCH(63,56)码的编码增益可达2.1 d B。     

遥测帧同步最佳锁定方法

在遥测数据流存在误码的情况下 ,针对锁定帧同步的算法 ,给出如何求出该算法中最佳参数的方法 ,提出“平均入锁时间最小”是确定这些参数的重要依据。另外再综合考虑其它实际因素 ,给出 16位和 2 4位帧同步码对应的最佳参数。     

遥测帧码数字相关检测器的神经网络实现

建立了一种利用遥测最佳帧同步码的符合度特征和多比特观测窗 数字相关检测器模型，基于模糊利用神经网络实现了这种数字相关检测器，它对帧码出现的误码的码元滑动的情况均有较高的检测率，实现结果主宰了这些结论。     

非标准参数的CCSDS Turbo码译码器性能仿真

实现了一款具有通用性的Turbo码编译码器,对CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems)规范中的信息数据帧长度进行扩展,不仅支持原有的5种帧长,而且能实现16384bit内255bit的任意整数倍帧长的信息序列的编译码.针对标准外的编码参数,分别对不同译码算法(MAP,SW-MAP,log-MAP算法)的译码性能进行了仿真,并与标准参数的译码器进行比较.将算法程序以C++动态链接库的形式实现,编写Python测试程序,产生待仿真码长的随机信号,编译码后计算误码率,绘制出信噪比和误码率的关系曲线图.通过相应的仿真发现,所设计的编译码器具有所需的通用性;同时对不同算法的性能进行了分析比较;研究各项参数对于译码性能的影响,包括信息序列长度、码率、迭代次数等.     

低频时码信号模拟器的设计与实现

介绍的低频时码系统是指在罗兰C导航系统中的脉冲相位编码调制的基础上,引入平衡脉冲位移调制,发播标准时间和导航信息的一种方法。设计了一低频时码信号模拟器,该低频时码可以用于基于罗兰C的组合导航系统中。在设计中考虑到罗兰C导航易受多种信号干扰的实际情况,应用了具有一定帧同步能力的CRC、RS编码方式,在此基础上介绍了这种低频时码模拟器的一种实现方案。     

遥感卫星应用系统中同步复接技术的应用与研究

主要论述了同步复接技术在高速传输型对地观测卫星地面应用系统中的应用(Quick Look System),井就影响帧同步性能的关键单元做了论述;同时提出了几种不同的实现方案,并就各自的优缺点进行了探讨及理论分析。     

一种新的DBL-CDMA扩频码

构造了特殊的复数扩展矩阵,将基本松同步码(LS,Loose Synchronous)和复数扩展矩阵进行克罗内克积,设计出一种道本实验室码分多址(DBL-CDMA,Dan Ben Lab Code Division Multiple Access)互补分组地址码.分析了该地址码的自相关和互相关特性,以及该地址码的实现方法.分析结果表明,相对于基本LS码,在和基本LS码码长一致下,DBL-CDMA互补地址码增加了零相关窗口宽度、可用的码字数量和理想互补码的个数.该地址组码码字的自相关和组内码字间的互相关值仅在几个时间偏移处有附峰.理论推导与仿真结果相符.      

一种新型PROM化数字相关检测器

对帧同步码相关检测是关系到高速可编程PCM遥测帧同步器可靠工作的关键技术。提出了一种新的全数字化相关检测器——基于PROM多输入并行加法网络实现的数字相关器,并详细给出了这种数字相关器的硬件设计方法和软件生成算法。系统实验表明,这种PROM化并行加法网络应用于高速可编程PCM遥测帧同步器是行之有效的。     

高速数据总线研究

通过对美国军用标准MIL-STD-1553 B总线协议在高速数据通讯中受到限制的分析,提出了现实解决办法。利用同步信号检出电路的改进和微程序控制器工作模式变化,使码速率提高一倍。上述两种技术的应用较好地解决了计算机高速处理能力和高速信息传输介质之间的瓶颈问题。     

采用LDPC码方案的战术数据链系统

战术数据链系统能够提高部队信息化作战能力,其中信道编码技术是保证消息传输可靠性的关键技术之一.构建了一种新的战术数据链系统,系统采用低密度奇偶校验(LDPC,Low-Density Parity-Check)码方案,LDPC码是适用于传输可靠性要求高的通信系统的新型码组.介绍了LDPC码方案中的和积算法,描述了系统的传输模型,分析了系统在固定频率和加性白色高斯噪声(AWGN,Additive White Gaussian Noise)信道条件下的链路性能.利用计算机进行蒙特卡罗仿真,结果表明:在AWGN信道和瑞利衰落信道下,LDPC编码方案可以有效地降低数据链系统的误比特率,取得比采用里德·所罗门编码的联合战术信息分发系统更好的误码性能.LDPC码作为信道编码技术的备选码组,为进一步提高战术数据链的可靠性提供了一种解决方案.      

低信噪比下分组交织器识别

针对现有的分组交织器识别算法计算复杂高且容错性差缺点,从分组交织后的同步码分布规律出发,提出了一种新的识别算法。首先,利用数据矩阵统计特性,给出了在任意矩阵列数下,同步码和随机业务数据位置上的概率密度分布函数,基于最小错误判决准则,设定了同步码检测门限,同时基于3倍标准差准则,求解出稳健的交织周期识别门限;其次,分析了数据矩阵中每一行与每一列累积量之间的对应关系,提出了一种快速交织周期遍历方法,使得数据矩阵的构建次数大大减少;最后,总结了4个分组交织后同步码分布规律,通过遍历同步码序列,利用同步码之间的位置关系,实现交织同步位置、分组交织列与交织行参数快速识别。仿真结果表明:所提算法具有较强的低信噪比容错性,在信噪比为-6 dB条件下,参数识别率能够达到98%以上,同时与现有的算法相比,其性能提升4~10 dB且计算效率明显提高。      

H.264中多参考帧快速运动估计算法

针对H.264的运动估计计算量太大的问题,通过研究并验证视频多帧参考时的运动连续性,提出了一种基于有效区域的快速运动估计算法(VRF,Valid-Region-based Fast Motion Estimation). 该算法在第一个参考帧中用三步搜索(3SS,3-Step Search)快速估计整像素精度运动矢量, 并以此定义一个有效区域, 参考其它帧时, 在该有效区域内作改进的3SS估计; 然后选择最佳参考帧; 最后在所选择的最佳参考帧的有效区域内作全搜索和相应的分数像素精度估计. 实验证明, 和H.264全搜索相比, 本算法的运动估计搜索点数降低了82%以上, 而恢复质量(用峰值信噪比(PSNR,Peak Signal to Noise Ratio)表征)平均只下降0.24 dB,且码速率只增加8.81%; 和另一个经典的帧选择快速算法相比, 本算法的搜索点数降低了39%,且码速率平均下降了5.17%, 而恢复质量只下降0.08 dB.      

基于TDD协议的单载波频带靶机测控系统

设计了一种基于时分双工协议的单载波频带靶机测控系统，在机载和地面站均只配备一套数传电台的情况下，实现全双工通信。详细介绍了时分双工（TDD）协议的帧结构、帧同步和通信实现，并以某型靶机为例分析和计算测控通信的需求和性能，经性能计算和分析表明，该通信协议科学可行。     

数字电视大范围载波频偏快速捕获算法

根据中国数字电视地面传输标准帧结构特点,提出了一种大范围频率偏差捕获方法.该算法利用PN(Pseudo Noise)序列移位相加后仍为PN序列这一特征,通过帧头PN序列与本地PN序列的差分互相关得到待求的频偏值,然后利用BLUE(Best Linear Unbiased Estimator)方法,在不损失频偏精度的前提下扩大频偏估计范围.该算法能在帧同步前快速捕获大范围频偏,为可靠实现帧同步以及频偏跟踪过程提供了必要条件.仿真结果表明,相对于传统的差分互相关算法,该算法能在一个帧头时间内快速锁定频偏,频偏估计范围扩大了H倍且频偏精度不变.