基于编码扩频的DS/FH混合扩频通信系统同步与数据解调技术的研究

介绍一种基于编码扩频的DS/FH(直序/跳频)混合扩频通信系统的同步及数据解调技术,它有效地解决了动态环境的下数据解调问题。提出采用导频信道传输同步伪码、用混合并行技术实现伪码的快速同步的方法。实验证明方案切实可行,达到了所要求的性能指标。     

相干光接收机时钟恢复算法的FPGA实现

低轨小卫星在进行相干激光通信时，需要实时解决发射端与相干光接收机之间存在的时钟偏差问题。分析了时钟偏差对相干光接收机性能的影响，设计了一种基于Gardner算法的并行化时钟恢复反馈环路来对时钟的偏差进行纠正，对各组成部分的原理进行了说明，并在现场可编程逻辑门阵列FPGA上实现了该算法，将 5 GSa/s 的采样信号在 FPGA 中以 156.25 MHz 主频，分为并行 32 路完成时钟同步处理，且实时时钟同步算法仅占用 FPGA 的 590 个自适应逻辑块和 4 个乘法器单元。同时，采用自研的集成化相干光通信模块，演示了 10 Gb/s 偏振复用正交相移键控 PM-QPSK 相干光通 信系统实验。实验结果证明该方案能稳定地补偿本地采样时钟的频率和相位偏移带来的采样定时误差。以 7%开销硬判 决前向纠错码 HD-FEC（Hard Decision Forward Error Correction）为门限，系统的灵敏度优于–51 dBm。     

基于逐点扫描FFT法的跳频信号参数估计

针对时频分析方法估计跳频信号参数存在时频分辨率受限、交叉项干扰、实时性差等缺点,通过分析跳频信号的时频特性,提出一种新的跳频信号参数估计方法。该方法从未知信号的时域分析出发,采用逐点步进的方法进行多次FFT计算,通过分析其频谱特性判断跳频信号的跳变时刻,将跳频信号序列按跳频频率分割为多个单频率信号分量,最后再综合提取跳频信号的时频参数。仿真结果表明,该方法针对跳频参数的估计精度高,运算速度较快,且没有干扰频率。     

快速跳频中的频率同步

主要介绍了利用DFT运算估计出收发偏差,并把估计出的频差补偿到DFT运算中去来减少收发频差对解调的影响,从而达到频率同步。还提出一种称为差分估相解调的解调方式对存在频偏的FFH—DBPSK信号进行解调。     

一种正交跳频信号动态分选方法

针对复杂电磁环境下正交跳频信号分选时效不高问题,提出了一种正交跳频信号动态分选方法。首先基于滑动窗口的数据流模型,采用构造型神经网络对跳频信号频域数据和方位信息动态聚类,减轻噪声等因素影响,解决方位信息和幅度关联模糊性的问题;再在相应的覆盖簇内运用时频关联方法,实现正交跳频信号的动态分选,实验结果表明该方法是有效的。
     

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。     

基于MSD的软件解调PCM/FM算法研究

基于最大似然思想,研究一种新的基于多符号检测(Multi-Symbol Detection,MSD)的PCM/FM遥测信号软解调方法.详细介绍此种解调方法的基本原理及实现过程,分析影响解调的同步因素并制定相应的同步策略.通过实测数据的测试表明,该方法解调性能优越,具有一定的应用价值.     

地面跳频基站同步星上跳时钟和码时钟的一种方法

本文主要介绍，卫星转发器向地面用户发射同步信标，地面接收机恢复出同步信标，再根据星地链路的时延，调整本地时钟的相位来完成跳频系统同步的方法。     

一种基于聚类分析的跳频信号自动分选方法

为了从复杂电磁环境中分选出跳频信号,提出了一种基于聚类分析的自动分选方法。该方法首先将信号特征参数估计等效成聚类分析问题,估计测量集中所包含的信号个数及各信号的特征参数,包括载频、带宽和入射方向。然后根据跳频信号的跳速范围,通过对各截获信号的特征参数进行序贯聚类,剔除干扰,获得期望的跳频信号。仿真实验表明,所提出的方法能够从复杂环境中正确地分选出跳频信号。     

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。     

DS/FH扩频测控信号同步方案的捕获性能

针对航天测控信号的高动态以及由载频跳变引起的多普勒频率周期跳变的特点,提出了一种基于快速频率识别和辅助机制的直扩/跳频(DS/FH)混合扩频测控信号的一种同步方案。建立了跳频图案,伪码相位及多普勒频率的三维同步捕获状态转移过程的数学模型,推导出三维捕获的平均捕获时间表达式,及在伪码相位误差、多普勒频移和高斯白噪声条件下的检测概率和虚警概率表达式。仿真分析了在采用时域匹配滤波、频域多通道的直扩捕获方式下,信号和捕获系统参数对三维捕获性能的影响。理论推导与数值仿真结果表明了同步方案的有效性,并为信号设计及捕获系统参数选择提供了理论依据和实际参考。     

一种多输入情况下FPGA跨时钟域的解决方法

采用异步FIFO是解决多比特数据跨时钟域传递的一种有效方法。在异步FFIO的基础之上提出一种通过扩展FIFO位宽,实现伴随门控信息与数据同时转换的新方法。与传统方法相比较,新方法具有更好的同步性。     

无人船数据链SC-FDE突发信号载波同步方法

设计了一种适用于无人船组网数据链的SC-FDE突发通信时隙的帧结构,通过计算前导序列和独特字(UW)序列的自相关函数,调整差分相关长度,提出一种适用于多模式帧结构的载波同步方法。最后,通过仿真评估了所提出算法在不同条件下的有效频偏估计范围、频偏估计精度等性能,为算法工程实现的主要设计参数提供参考。     

附加周期和神经网络补偿的实时钟差预报模型

考虑到多项式模型拟合残差中仍存在显著周期信号及其他系统误差影响，提出构建一种多项式结合周期项与BP神经网络的北斗(BDS)超快速钟差预报模型，并利用实测超快速钟差数据进行算法测试验证。数值算例结果显示：利用本文模型得到的北斗超快速钟差产品，相比国内iGMAS超快速钟差产品（ISU）与德国地学中心超快速钟差产品（GBU），预报精度在3 h,6 h,12 h和24 h四个方面分别提升了26.14%,16.46%,12.68%和 10.58% 及10.34%,13.85%,8.17%和14.41%。     

时钟树综合中的有效时钟偏移

随着芯片设计向更高的频率发展,传统的时钟树综合策略是尽量减小时钟偏移,但是这样的时钟树综合策略已经逐渐不能满足时序收敛的需要,因此引入了有效时钟偏移的概念。文章通过一个在TSMC0．13μm工艺并流片成功的芯片BES7000作为设计实例,分析了有效时钟偏移引入之后对改进时序建立时间的效果。     

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。     

一种全数字GMSK解调方法

文章提出一种用于GMSK解调的全数字中频接收机方案,并重点讨论了载波同步和位同步两个部分。载波同步选用了判决反馈环,可实现特定BT范围内的载波恢复。又根据GMSK信号线性近似后与OQPSK形式一致这一特点,借鉴OQPSK位同步中用到的数据转换跟踪环（DTFL）,设计了适用于GMSK的位同步环路。仿真和硬件实现结果均表明该方案是一种简单而又行之有效的方法。     

伪随机时钟激励模块设计研究及应用

随着现场可编程逻辑器件（Field Programmable Gate Array,FPGA）验证水平的逐渐提高,对于测试平台（Testbench）中产生的时钟激励也提出越来越高的要求。目前,在Testbench中使用的时钟激励模块都是具有固定周期和固定占空比的激励信号,然而在现实条件下,时钟沿都具有一定的抖动,从而影响到时钟的占空比及瞬时频率。为了模拟时钟的这种实际特性,文章提出了一种基于伪随机算法实现的沿跳变的时钟激励模块,并将该模块用于高速计数器设计的实现验证,取得较好的验证效果。     

一种群路突发信号连续解调位同步算法

窄带群路的突发信号解调的过程中,可以采用的位同步算法有很多种,这里介绍的群路突发信号连续解调位同步算法,是一种基于开环同步的位同步算法,解决了持续时间较长的突发帧信号的位同步问题。     

短波SFH／CPM系统差分相位检测方案的性能分析

文章提出了一种基于Viterbi算法的短波SFH／CPM系统差分相位检测（DPD）的解调方案,运用Matlab建立了短波SFH／CPM系统模型,并在此模型上对该解调方案的误比特率进行了数值仿真。其仿真结果表明：DPD解调方案的误比特率可以达到10^-5～10^-6,能满足短波信道性能的需求。