基于相关重构的BOC调制信号捕获新方法

BOC调制信号具有多个相关峰值,其零点的存在会使得接收机捕获环路做出错误的判断.鉴于此.提出了一种新的捕获算法,该算法鉴于分形的思想,利用简单的折叠原理重构了BOC调制信号的相关函数,消除了其相关函数零点的影响,并通过增加主峰高度,提高了信号的检测概率.重点针对直接处理中的三路并行相关法.进行了对比分析与仿真实验.仿真结果表明,该算法可为跟踪环路提供相位信息,适用于高阶BOC调制信号的捕获,运算复杂度低,从而打破了三路并行相关法的局限性.     

基于伪相关函数的BOC无模糊跟踪性能分析

BOC(Binary-Offset-Carrier)调制广泛应用于全球导航卫星系统中,但由于BOC自相关函数的多峰导致传统码跟踪环路存在模糊性。伪相关函数(Pseudo Correlation Function, PCF)方法在本地采用两个特殊的参考信号和非线性处理以获得无模糊的相关函数。根据一种PCF方法本地参考波形设计的充分条件,推导了其无模糊函数的数学形式,并着重分析了其跟踪和抗多径性能与本地参考波形的关系。仿真结果表明：该PCF方法解决了跟踪模糊问题,且随着参考信号的宽度因子增加,其跟踪精度逐步改善;该PCF方法对于中长延迟多径干扰抑制能力较好,宽度因子为0.5或1时,其多径误差最小。     

一种提高BOC信号伪码相位测量精度的无模糊捕获算法

针对二进制偏移载波BOC调制信号捕获的模糊性问题,以及伪码相位捕获精度不足的问题,提出一种基于互相关函数重构和三次样条插值的BOC信号无模糊捕获算法。首先利用重构的互相关函数对BOC调制信号进行粗捕获,再通过三次样条插值法提高伪码相位的捕获精度。理论分析和实验验证表明,算法能够消除BOC调制信号的捕获模糊性,并将伪码相位测量精度提高72%。     

QStrobe:一种高阶BOC卫星导航信号的无模糊多径抑制算法

二进制偏移子载波(BOC)技术是为解决有限导航频谱资源复用提出的调制技术,BOC信号相关峰的旁瓣导致传统超前减滞后延迟锁定环(DLL)出现跟踪模糊且不利于多径抑制。提出了一种将QBOC旁瓣消除技术与BPSK信号的Strobe抗多径技术相结合的QStrobe算法解决高子载波调制阶数的BOC信号无模糊抗多径问题。利用本地构造的QBOC信号去除相关峰旁瓣,再利用两组不同间隔超前/滞后码的线性组合构造仅有唯一稳定点,且控制延迟误差响应幅度的码跟踪鉴别曲线,实现无模糊的多径抑制。BOC(15, 2.5)与BOC(14, 2)信号的仿真试验结果表明,QStrobe算法消除了传统超前/滞后DLL的跟踪模糊,比QBOC超前/滞后DLL的6dB衰减多径误差包络面积分别改善51%和70%。     

扩频测控信号捕获算法研究与工程化实现

提出一种扩频测控信号捕获算法的设计方案,在详细分析适合扩频测控信号快速捕获算法的基础上,设计程序实现总体框图,并对程序中存在的同步问题给出实际解决方法。通过FPGA程序调试,成功实现对扩频测控信号的实际捕获。结果证明,在45dB-Hz左右低载噪比条件下仍可在0.122 s内实现对测控信号的快速捕获。     

基于FPGA的增强Lee滤波算法设计与实现

增强Lee滤波算法能够较好地滤除影响SAR景象匹配性能的相干斑噪声,是一种非常有效的SAR图像预处理方法.为了提高图像处理算法在硬件上实现的实时性,本文根据FPGA编程特点,对增强Lee滤波计算过程进行优化,并利用硬件描述语言完成了增强Lee滤波在FPGA中的实现.实际工程应用表明,此种方法能够快速实现SAR图像相干斑...     

基于FPGA的角跟踪接收机误差信号平滑算法的实现

在星间链路自跟踪系统中,角跟踪接收机中误差信号的抖动大小决定系统天线跟踪精度和稳定度。为降低误差信号的抖动,结合工程实际应用情况,在FPGA上实现一种16点加权平均滑动窗算法。该算法首先对误差信号进行频谱分析,找出误差信号的频率分布范围。然后根据误差信号采样率和误差信号的频率分布范围,确定加权滑动窗点数和加权系数。最后在FPGA上对该算法进行实现,实现过程中采用桶形移位器方式,将15次加法和1次除法运算降低为1次加法,1次减法和1次截位操作,FPGA资源使用量显著降低。实际测试结果表明,该算法能有效对角跟踪接收机误差信号进行平滑,从而解决角跟踪接收机在低信噪比、高信息速率情况下误差信号抖动不满足指标要求的问题。误差信号抖动由0.25V左右降低为0.06V左右,这一方式显著改善了系统性能。     

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TDDM的BOC调制信号伪码同步算法的研究

BOC调制技术以其独有的裂谱特性在实现信号频段共用的基础上,不断推动着卫星导航技术的发展。然而,新的TDDM机理的应用对实现BOC调制信号伪码高效同步提出了挑战。为此,在深入研究BOC信号同步的基础上,提出了一种新的基于成功捕获比例峰值判决门限和待调整峰比约束门限的TDDM伪码同步捕获判决方法,建立了基于TDDM的BOC调制信号捕获与跟踪的伪码同步算法。进一步,通过仿真实验,验证了新的伪码同步算法的合理和有效性。     

一种高灵敏度测控应答机捕获算法设计与实现

对一种用于高灵敏度测控应答机的基于相干-非相干的多段匹配滤波器捕获算法设计和实现进行了研究。给出了算法的基本原理、微弱信号捕获及流程。仿真比较了基于非相干累加、差分相干、差分非相干的FFT捕获算法和基于相干-非相干的多段匹配滤波器捕获算法的性能。介绍了捕获算法的核心模块中控制模块、输入数据缓存、数据处理和输出数据缓存等硬件设计。调试结果表明:该捕获算法可在一定的捕获时间内将捕获灵敏度较传统指标提高4dB。     

基于FPGA的高动态扩频信号快捕系统的设计与实现

针对高动态扩频信号捕获时间较长的问题,提出利用非均匀采样产生2组相差半个伪码码元的正交信号,直接在基带信号上估计多普勒频偏的方法。方法减少了本地伪码捕获过程中的调整周期。通过软硬件程序仿真,证明了该方法的可行性,与传统捕获方法相比,大大减少了扩频信号的捕获时间。     

探测器图像中值滤波算法的FPGA设计与实现

为解决上位机软件进行中值滤波算法对安检图像预处理速度有限问题,针对探测器的数据发送方式,利用现场可编程门阵列(FPGA)的并行处理能力,对中值滤波算法进行流水线设计,并通过硬件描述语言Verilog进行设计实现。实验证明,改进的算法在处理速度上比传统的冒泡算法提高了70%左右。     

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。     

基于FPGA的模糊PID控制器的设计

本文提出了一种基于VHDL描述、FPGA实现的模糊PID控制器的设计,使用自顶向下的设计流程完成了控制器的VHDL设计,并在一个具体的FPGA芯片上实现了该控制器.由于采用了模糊自整定参数技术和增量式PID算法,本设计既降低了FPGA的资源耗费,又改善了传统PID控制器的控制性能.     

一种基于窄相关的BOC信号的多径减弱方法

针对卫星导航接收机性能易受多径信号的影响,提出了一种基于窄相关的BOC信号的多径减弱方法。该方法通过调整本地伪码相位使码跟踪环路和载波跟踪环路工作在受多径影响小的自相关函数副峰上,有效地减小了多径信号对环路的影响,性能优于传统的窄相关技术,且几乎不增加设备的复杂度和计算量。通过对BOC(1,1)和BOC(10,5)的仿真分析表明：该方法能有效减小多径引起的误差,对延迟大于0.5个码片的多径信号能起到完全抑制的效果。最后本文还对该方法在低信噪比下的应用给出了建议。
     

基于FPGA的模糊PID控制器的设计

本文提出了一种基于VHDL描述、FPGA实现的模糊PID控制器的设计,使用自顶向下的设计流程完成了控制器的VHDL设计,并在一个具体的FPGA芯片上实现了该控制器。由于采用了模糊自整定参数技术和增量式PID算法,本设计既降低了FPGA的资源耗费,又改善了传统PID控制器的控制性能。     

基于IMU辅助的高动态GPS信号捕获算法

高动态环境存在较大的多普勒频移,传统的GPS信号捕获方法捕获时间较长。为了快速捕获到信号,提出将惯性测量单元(InertialMeasurementUnit,IMU)辅助与快速傅里叶变换(FFT)相结合的快速捕获算法。该算法通过外部IMU的位置、速度辅助,预先估算高动态载体产生的多普勒频移,缩小频率搜索范围;利用二维FFT方法同时搜索码相位和多普勒频率,降低计算复杂度,加快捕获速度。仿真结果表明该算法可以显著减少捕获时间,提高捕获性能。     

基于模糊函数的雷达辐射源信号分选新方法

当前的雷达辐射源信号分选方法存在准确率不高和对噪声敏感的问题,对此,提出一种新的分选算法。对接收到的信号首先求取其模糊函数,并将其简化为二维特征图,然后对该二维特征图进行小波包分解,得到八维小波包变换特征（WPT）,最后将类间分离度最优的第二维小波包变换特征Wpt2和第五维小波包变换特征Wpt5作为分选的特征参数。由于不同信号的模糊函数区别较大且受噪声的影响小,因此转换后的WPT可分性强、稳定度高;大量的仿真验证了新方法的优越性,在信噪比为10dB时,分选准确率最低为90％。     

基于FPGA的SDRAM控制器的设计与实现

由于同步动态随机存储器SDRAM内部结构原因导致其控制逻辑比较复杂。现场可编程逻辑门阵列FP GA作为一种半定制电路具有速度快、内部资源丰富、可重构等优点。本文设计了一种基于FPGA的SDRAM控制器,在介绍控制器的逻辑结构的基础上,对FPGA与SDRAM间数据通信进行了时序分析,实现SDRAM带有自动预充电突发读写和非自动预充电整页读写。     

基于FPGA的多通道数字接收机设计与实现

针对多通道数字接收机在雷达和移动通信等领域的应用需求,提出了一种基于FPGA的4通道数字接收机的实现方案。采用4个AD9230芯片对射频模拟信号进行并行数字化处理,然后在FPGA中实现数字下变频和整个系统的配置;通过对积分梳状滤波器（CIC）和半带（HB）滤波器的级数和选通控制,实现覆盖范围为1～16384倍的抽取滤波...