基于IM/DD体制的星间激光通信测距技术

随着当前低轨卫星组网星座计划的日益增加，对卫星间高精度校时、测距需求也越来越迫切。提出基于直调直检IM/DD（Intensity Modulation with Direct Detection）的测距技术的实现方法，使其能同时兼顾测距精度及系统成本。基于IM/DD的测距是利用高精度的秒脉冲到达时间来测量距离。使用IM/DD光通信的数据传输方式，在正常的数据帧传输中插入少量的测距信息，无需中断正常的通信模式，也无需网络时钟频率同步，数据帧的发送周期也无需与秒脉冲保持同步关系，即可使用双向单程测距方法进行测距。使用秒脉冲对本地时钟进行频率测量，对测距过程参数进行修正，只需要采用普通晶体振荡器作为本地时钟源，不需要使用高精度测距通常所需的全网络同步时钟信号或者高稳定度时钟源，便可以达到IM/DD通信码元时间量级的测距准确度和精确度，同时降低了时频同步系统的复杂度、对元器件的要求以及整个通信测距系统的成本，解决了现有技术中测距精度及系统成本不易同时兼顾的问题。     

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。     

DVB-S接收机中时钟与载波同步的FPGA实现

介绍数字滤波平方定时算法和硬判决型科斯塔斯环的基本原理,并基于这两种算法,用可编程器件FPGA实现DVB-S接收机中的采样时钟同步和载波同步。整个设计基于XILINX公司的ISE平台,用VHDL编程语言通过逻辑综合和仿真在xc3s2000 FPGA芯片上实现。     

中频数字化扩频接收机IC设计与实现

介绍一种适合测控系统应用的中频数字化扩频接收机大规模集成电路的设计与实现 ,并给出实验结果。该半定制集成电路以 FPGA为载体 ,不仅可以完成中频下变频、码同步、码跟踪、载波跟踪、解扩、解调的功能 ,还具有测距能力 ,其特点为增益高、体积小、应用灵活     

基于GNSS的通信星座系统的时间同步研究

为近地通信卫星星座系统提出一个将星座各星上时钟同步到地面系统时钟的新技术方案,以GNSS导航系统时钟作为高精度、高稳定的时间基准,利用地面站和星座星上的GNSS接收机基于定位原理测得各自时钟相对于GNSS系统时钟的时差量（秒脉冲相位差）,进一步得出各星时钟相对于地面系统时钟的时差观测量。每个星上时间管理单元利用一个Kalman滤波器估计星地时差模型参数,周期性更新星上时差预报,并据此估计秒脉冲调相时机,以及按照最小调相残差原则估算的调相幅值,并令PPS发生器完成相关调相操作。还设计了上述时统方案在一个典型Walker（24/3/1）星座中的应用研究,并开展了数学仿真和半物理仿真。文章还设计了一个半实物仿真方案,通过数学仿真和半物理仿真,表明该时统方法可将星地秒脉冲相位差自动控制在指定误差范围内,证实其在近地通信卫星星座系统全网时间同步任务中应用的可能性和有效性。     

分布式弹上遥测系统中智能远置单元初探

分布式弹上遥测系统是新型的弹上遥测设备,它具有高码速率输出、大容量、速变量数字化及灵活多变的功能。而系统中的远置单元主要用于进行各种参数的采编。本文叙述了用以完成多路速变参数测量的智能远置单元的初步设计与功能的实现方法。这种单元在中心控制单元的控制下按严格的时钟同步来完成连续等间隔采样。这与独立的PCM编码系统不同。文中提出了如何解决与中心单元同步及提高采样率等关键性问题的措施,并在实验板上实现了速变参数的采集、传输以及在中心单元命令字控制下变换不同的工作方式等。     

卫星星地时差测量监控方法研究

卫星的正常运行和应用依赖于卫星时钟与地面时钟的精确同步,精确测量星地时差是确保星地时间校正准确性的关键。针对非相干扩频体制,采用基于遥测帧星时与测距时延以及基于测距下行测量帧星时与测距时延两种方法进行星地时差测量监控,能够支持综合测试和在轨运行的星地时差测量工作。     

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。     

脉冲耦合振荡器实现传感器网络时间同步

研究利用全局脉冲耦合振荡器实现分布式无线传感器网络的时间同步.建立了无延时、无脉冲积累的脉冲耦合振荡器网络的相位模型,对其动力学方程定点的稳定性作了分析.提出了噪声背景下的耦合脉冲检测方法和脉冲振荡器之间相位差的估计算法,用于从采样数据中快速提取网络中脉冲振荡器的相位信息,仿真验证了该方法可实现网络中所有振荡器同步发射.采用脉冲耦合振荡器模型,对雷达导引头组成的传感器网络可能实现的协同探测进行了分析.     

卫星跟踪系统检测设备测距终端

东方红三号卫星跟踪系统测试设备测距终端是为东方红三号跟踪系统测试设备测量应答机距离零值而专门研制的。它可以产生高稳定度、多种复杂组合形式的测距音,并能从复杂的接收机视频信号中稳定地提取单一测距音。本文对测距终端的组成、功能、性能指标、技术特点等予以详细介绍。