JPEG2000中一种EBCOT并行体系的研究

EBCOT是JPEG2000系统中占运算时间最多的一部分。为了提高JPEG2000的编码效率,文章提出了一种基于编码通道独立和条带独立的并行EBCOT编码体系。通过一次扫描,实现3个编码通道的并行编码,每个编码通道调用一组MQ编码器。同时,选择“条带一因果”模式消除条带间的关联性。这样,3个通道就可以并行编码而不互相干扰,大大提高了编码速度。每个编码通道结束时终止MQ编码器,错误不会传递到其他编码通道,增强了容错性。实验表明,此方法在保持JPEG2000优异性能的基础上,提高了JPEG2000的编码效率。     

JPEG2000中MQ编码器的硬件高速实现

基于小波变换和优化截取内嵌块编码算法（EBCOT）的JPEG2000是目前最好的静止图像压缩编码标准，但其中的MQ编码限制了其在高速处理中的应用。文章提出了一种MQ编码器的硬件设计结构。该算法采用了流水线结构设计，通过模块并行，极大地提高了系统效率，较好地解决了同一时钟产生2个字节码流输出的问题，并且FLUSH模块的时序控制问题也得到了解决。仿真结果表明，该方案不仅效率高，而且占用逻辑资源少．     

基于圆极化漏波阵的罗特曼透镜多波束天线设计

文章提出了一种具有无源波束扫描能力的平面圆极化多波束天线。该天线由基于基片集成波导(substrate integrated waveguide, SIW)的漏波天线阵列和罗特曼透镜馈源网络组成。其中漏波天线作为天线辐射体，通过在SIW传输线上加载90°顺序旋转的非谐振辐射缝隙，实现了圆极化的辐射特性。为了实现低成本的波束扫描能力，使用罗特曼透镜作为天线的馈电网络。该天线设计采用双层结构，通用将漏波天线阵列置于罗特曼透镜上层，实现了天线的小型化。经仿真验证，该天线可在9.5GHz~10.5GHz的工作频带范围内，实现良好的阻抗匹配及±44°的圆极化波束扫描能力，并且每个波束均可在3dB波束宽度内实现小于3dB的轴比。     

固体发动机可靠性设计面临的问题及其解决方法

针对可靠性设计没有数据导致可靠度无法计算的困难,提出放弃可靠度而使用事件流分析来控制产品可靠性的方法,该方法将产品主事件分解为一系列的事件,任何一个事件都可以分为应力(L)、应构(G)、应变(B)和传递(D)4个要素,每个要素都可以提出一些可测量的工作控制指标,只要能够确保每个工作控制指标符合设计意图,就能控制产品不出现故障。根据这种观点,提出了发动机可靠性设计的事件流分析技术,先按照事件发生顺序一步步地分析产品工作中会发生的各种事件,每个事件都用LGBD的结构展开,然后分析监测每个要素需要的测量参数,以及控制每个要素需要的设计参数,从而确定完备的工作控制指标体系,并确定可靠性试验方案。该方法放弃了可靠性模型,代之以事件流模型,为可靠性设计提供一种全新方法。     

一种基于OFDM和跨层设计的星载交换方案

正交频分复用(OFDM)具有很高的频谱利用律和良好的抗多径衰落能力,而且OFDM信号中的各个子载波可独立使用,使得OFDM成为卫星通信中备受关注的新技术之一.基于OFDM提出一种全新星载交换方案,该星载交换方案具有灵活、高效、适应性强等特点.结合跨层设计思想,给出了此星载交换方案在一种工作场景下的性能优化算法,此算法可根据每个传输业务的QoS要求、业务速率、当前点波束星地上下行链路信道状态、点波束星地上下行链路发射信号功率上限,实现在各个传输业务之间自适应分配子载波并自适应配置每个子载波的调制制式,尽可能满足每个传输业务的QoS要求.     

多光谱遥感图像压缩系统中的ROI编码方法

提出了一种基于EBCOT(率失真优化截取内嵌码块编码)算法的矩形ROI(感兴趣区域)编码的干涉多光谱卫星遥感图像压缩方法。该方法不需要对小波域的系数进行提升，而是在码流组织时通过对多光谱区域的误差跟踪提高恢复图像的质量。从而克服了传统方法因为增强系数与图像复杂度不匹配带来的ROI与BG的PSNR质量不协调的问题，该算法的解码器不需要知道该图像是否存在ROI，不需要反提升过程，完全正常解码即可，而且该方法保留了EBCOT的优良特性。实验表明，这种编码方式在干涉多光谱卫星图像压缩系统中可获得理想的效果。     

空时接收并行干扰消除器的性能分析及优化

提出一种新的用于DS-CDMA系统上行链路阵列接收加部分并行干扰消除的联合处理方案。在接收端多径信号的阵列处理方面,将传统的RAKE接收改为LS-DRMTA算法,能大大降低基站处理的运算量。在波束形成器之后引入干扰对消器,对传统的并行干扰消除器“硬判决”的缺陷进行优化,改为部分并行干扰消除器,可以更好地检测出期望用户信号,而且避免了消除串行干扰中存在延时问题,仿真结果表明,该联合处理方案简单有效,适合工程应用。     

一种基于时分复用的复系数自适应IIR陷波器的FPGA设计与实现

为解决多路并行信号窄带干扰抑制时的资源消耗问题,文章设计了一种以时分复用方式对多路并行信号进行抗干扰处理的二阶复系数自适应IIR陷波器,并对其性能进行了定点计算机仿真;在Stratix EP1S40F780C7芯片上实现了其功能,并使用SignalTapⅡ逻辑分析仪完成系统调试,结果表明该时分滤波器可以工程实现且性能完全满足要求。     

毫米波导引头的信号处理

由于在毫米波频率时目标和地物杂波的反射特性有很大差别,因此在用于较低的频率时,应采用不同的信号处理方法.要在很高的频率下得到改善分辨能力的全部优越性,在设计毫米波雷达导引头时应考虑目标和杂波的信号特征及其统计特性.提出了一个统计信号处理方法,它可用于设计机载毫米波导引头的恒虚警(CFA)处理器.该方案由三个不同的功能器件所组成:(1)用作消除噪声和信号与杂波去相关的自适应滤波器;(2)用于辨别杂波统计分布的方向图分类器;(3)恒虚警处理器.这种方案能够使机载毫米波雷达在每个扫描期间处理更多的信息,而把恒虚警率维持到一固定的与所遇到的杂波类型相适应的门限值上.     

一种基于星载多核处理器的耀斑位置计算优化方法

空间相机的数据处理单元在轨求解太阳耀斑位置方程时,通常采用数值迭代法进行求解,相机扫描机构根据计算结果确定指向目标的位置。由于该数值迭代方程存在一定解算时间,会使扫描机构指向耀斑目标时滞后于卫星平台传递给空间相机的瞬时轨道参数,从而带来指向位置的误差。减小该误差的一种方法就是缩短耀斑位置方程的求解时间。文章从多CPU核并行计算目标方程的角度出发,构建一种可并行化求解的数值迭代算法对耀斑方程进行求解。相比于以往的单核CPU数据处理单元,采用多核CPU结构的并行数据处理单元可以在原有的主频和硬件条件下实现计算速度的提升,从而一定程度上减小扫描机构指向耀斑目标时的位置误差。文章对耀斑位置的迭代求解方程进行了分析,进行了并行化迭代方程的构建,并在某模拟硬件计算平台上对一组耀斑观测卫星的实时轨道参数进行了仿真计算。相比于常用的单核算法,并行化耀斑位置计算方法在原有主频条件下达到了更高的精度和计算速度。     

SRAM型FPGA空间应用的抗单粒子翻转设计

SRAM型FPGA容易受到空间辐射环境引起的单粒子翻转(SEU)的影响,造成FPGA逻辑错误和功能中断,因此空间应用时必须对其进行抗单粒子翻转加固设计,提高其空间应用的可靠性。文章综述了几种FPGA抗单粒子翻转的设计方法,包括三模冗余设计、动态刷新设计和动态部分可重构设计等。利用构建的测试系统,验证以上多种FPGA抗单粒子翻转设计方法的工程可实施性。     

航天器遥控FPGA片上容错设计技术研究

结合深空探测项目研制任务研究遥控数据接收处理电路FPGA片上容错设计技术。在研究航天器遥控数据接收处理电路数据模型的基础上,提出遥控数据接收处理电路FPGA片上小粒度自主备份容错设计方法;应用此新方法进行遥控指令通道FPGA设计优化;针对FPGA缺陷成团性,进行遥控指令通道FPGA布局优化,最终设计出能够自主容错,容错能力更强,可以应对缺陷成团性影响的新一代遥控指令通道FPGA。这一FPGA的实现,验证了文中提出的新方法,也为未来深空探测项目、微小卫星等提供新的遥控产品。     

DDS中实现波形压缩的一种方法

直接数字频率合成(DDS)技术，被广泛应用于现代电子系统及设备的频率源设计中。将DDS设计下载到FPGA中，将使系统更为可靠。应用中如何利用有限的FPGA硬件资源，得到高速、高质的DDS是经常要面对的问题。在直接数字频率合成(DDS)设计中利用波形压缩节省FPGA资源。硬件测试证明，该方法可行并完全达到设计要求。     

统一S频段测控系统残余载波快速捕获方法

针对统一S频段(USB)测控系统中低信噪比、大频偏残余载波捕获速度慢的情况,提出一种残余载波快速捕获方法。根据残余载波的频域幅值特性,采用频域搜索的方法,进行快速傅里叶变换(FFT)频率估计,并使用现场可编程门阵列(FPGA)结合芯片外部同步动态随机存储器(SDRAM)的方法,使残余载波在较低信噪比、大频偏的情况下被快速、准确捕获,可解决因FPGA片内资源有限而出现的大量数据存储缓慢问题。利用Xilinx的Vertix 4系列FPGA芯片在系统时钟频率为110MHz时对文章提出的方法进行验证。结果表明,该方法载波捕获精度高,系统稳定可靠。此方法已成功应用于卫星地面测控综合基带设备中。     

基于FPGA的S模式询问信号的侦收解码

S模式询问信号包括前同步脉冲和有效数据两个部分,且通过PAM和DPSK调制方式发送出去。针对其信号特点,从时域和频域考虑,给出两种解码方法,并对其计算机仿真结果进行了对比,得出互谱分析法抗干扰能力优于基于DFT解调法的结论。在ISE开发软件环境下,采用硬件编程语言VHDL,实现了基于FPGA的互谱分析解码设计。     

基于PCI总线和SDRAM的高速数据采集卡研制

针对被动式毫米波成像系统对高速数据采集的要求,提出了一种基于PCI总线的高速数据采集卡的实现方案。该方案应用了高速AD、FPGA及SDRAM等高速电路,使用FPGA作为主控芯片,利用SDRAM对数据缓存。实现了双通道高速数据同步采集的目标,达到了最高采样率为200Msps、量化精度为8bit、存储深度为每通道4MByte的技术指标。     

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。     

新型的超宽带正交接收系统幅相误差实时的数域均衡方法

文中对超宽带正交解调接收系统的幅相误差进行了分析,针对文[1]均衡方案的缺点,然后在此基础上针对系统超宽带的特点提出一种新的自适应实时数域均衡法。同时,针对系统超宽带的特点对串行算法进行了修改,提出一种适合于FPGA高速实现的流水算法。并对这两种算法进行了仿真比较。