数字Costas环的设计与实现

针对扩频系统的载波同步,研究了数字Costas环的设计和实现方法。介绍了数字Costas环的结构、实现载波同步的基本方法。以二阶环为例,分析了数字锁相环的环路滤波器的参数设计方法,为数字Costas环的设计提供了参考。提出了在高速信号处理板(以FPGA和DSP为基础)中数字Costas环的实现方案,经工程验证,能够实现载波同步,解调出所需信号。     

基于FPGA+DSP的数字中频收发机的设计

基于数字下/上变频的原理,以FPGA+DSP为核心提出了一种高性能数字中频收发机的实现方案。首先阐述了直接数字下变频和数字上变频的实现原理,提出了延时校正滤波器的设计方法和滤波系数。之后探讨了模数转换器采样电路、数字下/上变频的FPGA设计逻辑、DSP数据读写和处理流程、数模转换器转换及滤波电路的实现方法。最后对实际系统进行了回环测试,测试结果表明该系统具有良好的实时性。     

多功能QPSK/QAM调制转换器的设计与实现

现行数字有线电视前端设备中通常采用的专用解复用／控制芯片的价格昂贵以及前端系统实现方案不够灵活是数字电视前端系统成本居高不下的主要原因。文中分析了现行数字CATV前端数字卫星电视转发方案的不足，提出了一种基于通用DSP芯片的应用于数字有线电视前端的数字卫星电视QPSK／QAM调制转换器实现方案，介绍了系统硬件构成和设计的关键技术，以及系统软件设计特点、主软件设计流程及节目过滤器的软件设计流程，最后简述了系统的实现结果。     

OFDM系统数字中频的FPGA设计

本文主要讨论了OFDM系统中使用数字中频的优点，在发射机和接收机中的实现方案，重点叙述了数字中频中两个关键模块——数控振荡器和成型滤波器在FPGA中的设计，并分析了数字量化误差。     

软件无线电数字中频系统的设计与实现

提出了一种基于软件无线电技术的数字中频系统的实现方案,介绍了数字中频系统的基本结构,对其中重要部分的性能要求作了分析,并给出了实现方案,最后给出了系统测试结果。     

基于FPGA技术的数字调幅系统设计方案

分析数字调幅系统优越的技术特性,制定以现场可编程门阵列为核心的数字调幅系统设计方案,实现过程中应用VHDL硬件描述语言对不同的功能模块进行定义和编程,仿真验证了系统模块的功能。仿真正确后,选取满足要求的可编程器件进行综合工作。根据测试结果分析,数据满足设计要求。实现了系统的功能。     

FPGA在数字滤波器设计中的应用

介绍了FIR数字滤波器的硬件实现技术,结合Altera公司的FLEX10K系列芯片提出了实现FIR数字滤波器的硬件电路的方案,设计出一种8阶FIR数字滤波器,并且推广到16阶及32阶,以及实现滤波器的AHDL语言。基于FPGA的电路系统设计及其仿真结果表明此系统合理、可靠且满足设计要求。     

数字上变频器ISL5217在移动通信宽带数字化中频中的应用

文章介绍了软件无线电技术的定义和有关概念,并以软件无线电的设计思想为指导,提出了以数字上变频器ISL5217为核心的移动通信系统中宽带数字化中频的实现方案。     

基于FPGA的OFDM系统数字中频设计

主要讨论了OFDM(正交频分复用)系统中使用数字中频的优点、在发射机和接收机中的实现方案.重点叙述了数字中频中两个关键模块NcO(数控振荡器)和成型滤波器在FPGA(现场可编程门阵列)中的设计.在NCO的设计过程中采用有效、简便的方法一查表法;成型滤波器使用了固定系数的有限冲击响应滤波器.介绍了使用分布式运算法和CSD(典范带符号)方法设计成型滤波器的原理,分析了数字量化误差.     

轻量级数字集群电话网关的设计与实现

针对快速部署应用场景下的数字集群系统与有线电话系统的互联互通,对轻量级数字集群电话网关的软件总体设计方案进行了简要介绍,方案描述了链路管理模块、信令处理模块、媒体处理模块、服务监控模块和设备管理模块等五大组成部分。在总体设计方案的基础上,以陆上集群无线电(TETRA)数字集群和会话初始协议(SIP)软交换有线电话之间的电话网关为例,对信令映射适配和媒体转换两大核心问题进行了分析,提出了信令映射适配和媒体转换的设计和实现方法,并进行了系统集成测试,验证了设备的功能和性能,证明了设计的可行性。     

基于FPGA的无人机MLS中频接收机研究与实现

无人机着陆采用微波着陆系统(MLS)作导航系统具有很大优势,针对MLS信号高精度2DPSK解调和AM解调的要求,提出了一种基于FPGA的中频数字化解调方案;分析了改进科斯塔斯环法(Costas)实现载波同步及数字正交AM解调的原理;重点介绍了利用坐标旋转数字式计算机(CORDIC)算法实现数控振荡器(NCO)、鉴相、AM解调关键模块的设计过程。该算法采用流水线结构,只有加法和移位,资源消耗低、效率高、易于FPGA实现。应用VHDL硬件语言进行编程,采用同一电路完成了2DPSK解调和AM解调。仿真结果证明了方案的可行性和准确性,该方案可广泛应用于多种数字中频接收机,具有广阔的应用前景。     

基于CORDIC算法的数字中频检波技术研究

为了解决模拟包络检波器受温度影响大、测试精度不高且丢失相位信息等问题,提出了一种基于CORDIC算法的数字中频检波方案,完成幅度、相位及频率检测功能.首先讨论了数字检波的工作原理,分析了其数学模型,然后给出了基于CORDIC算法的幅度和相位检测方案,并在数字鉴相基础上,介绍了使用一阶差分结构实现数字鉴频的方法,同时分析了差分鉴频中出现的相位模糊问题,给出了如何提高鉴频精度的方法.最后,使用FPGA实现了基于CORDIC算法的数字检波器.通过计算机仿真和应用实例表明,基于CORDIC算法的数字中频检波方案是可行的,并且可以获得较高的测量精度.     

纯角度量测序列的参数航迹滤波新方法

红外探测器只能测量运动目标的方位角和俯仰角,难以获取目标的距离信息,所测量的空中目标信息为不完全信息,无法在直角坐标系下有效对三维运动目标进行滤波与跟踪。针对这一问题,提出红外单站跟踪运动目标的参数航迹滤波方法。该方法利用传感器测量到的目标方位角和俯仰角信息,根据假设的目标运动模型,先对目标飞行方向进行估计,然后利用估计出的方向向量和角度量测序列计算出目标的两个航迹参数;最后综合解算得到目标到传感器的方向向量参数航迹计算公式,从而得到方位和仰角估计值。仿真结果表明,该模型对方位和仰角的估计值较稳定,误差较小,效果较优。     

一种基于数字鉴相原理的高精度无线测距系统设计

对目标的距离进行精确地测量是导航、测控等领域必须有效解决的重要问题.利用基于FFT的数字鉴相方法和自乘倍相原理设计了一种应答式侧音测距系统.实验结果表明该设计方案的测距精度优于5cm,充分体现了侧音测距精度高以及数字鉴相能在较低信噪比下准确地估计相位的优点;同时连续波系统的收发隔离问题也得到了有效的解决.     

实用中低精度光纤陀螺的信号处理设计

开环光纤陀螺系统直接从探测器的电信号解算出光纤陀螺的Sagnac相移，具有结构简单、全光纤、成本低廉等优点。所以开环光纤陀螺是满足中低精度应用要求的比较理想的方式。为了在开环光纤陀螺结构中满足大动态范围和高测量精度的要求，系统的信号处理方案利用多次谐波分析的数据处理方法，并且结合高阶契比雪夫FIR滤波器、自适应最佳采样速度设定、频谱分析技术、数字相关处理等数字信号处理技术，实现了2deg/h的精度。本文除了介绍上述设计方法外，并且通过对实验结果的对比测试分析，提出进一步提高光纤陀螺精度和稳定度的途径和设想。     

红外成像导引系统抗干扰性能评估研究

为解决红外成像导引系统抗干扰性能难于定量评估问题,给出了一种新的评估指标体系。首先通过详细分析红外光学系统、调制器、探测器、图像处理系统、陀螺伺服系统的性能参数,得到红外导引系统在抗干扰过程中的固有性能指标;然后规划了在不同仿真条件下的抗干扰仿真实验,得到抗干扰识别算法概率和各种干扰因素的数据;最后采用层次分析法建立了红外成像导引系统抗干扰性能计算模型,并用算例进行了计算,结果表明该指标体系具有一定的实用性。     

基于微分进化的组合重采样粒子滤波算法

针对粒子滤波重采样带来的样本贫化问题,设计了微分进化组合重采样算法。通过引入微分进化算法的交叉变异操作保持了粒子多样性;同时将残差重采样和微分进化重采样算法组合起来,克服了单纯微分进化重采样的时滞性问题。蒙特卡罗仿真表明,所研究的算法在精度上有很大的提高,并且实时性较好。算法效率提高了1倍,只需300个粒子就可以达到残差重采样粒子滤波1000个粒子的效果,而且实时性提高了很多。     

基于ICSM-UKF算法的UCAV目标状态估计

针对在UCAV对运动目标状态估计时,"当前"统计模型(Current Statistical Model,CSM)中加速度上下限在采样周期内为常数的不合理性,应用模糊自适应控制理论,提出了一种改进的"当前"统计模型(Improved Current Statistical Model,ICSM),给出了模糊隶属度函数;对无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)不具有应对量测噪声统计不精确或未知的自适应性,提出了一种带量测噪声统计估计器的自适应UKF算法;将ICSM-UKF算法与基于"当前"统计模型的EKF算法进行了对比仿真,仿真结果表明该算法具有滤波精度高、稳定性强的优点。     

量子测距辅助GPS整周模糊度算法

在GPS载波相位差分定位的过程中,整周模糊度解算的准确性决定了定位的精度。由于在短历元内位置精度因子变化缓慢,导致整周模糊度的求解困难。量子测距是近几年来发展起来的新型高精度测距技术,采用量子高精度测距辅助整周模糊度的求解方法,可以明显提高定位精度。数学分析和仿真结果验证了该方法的准确性和有效性。     

基于最优控制的神经网络自适应飞行控制

针对非线性动态逆控制鲁棒性差的缺点,综合最优控制和神经网络控制,提出一种自适应非线性控制策略。首先采用非线性动态逆进行基本控制律设计,然后对由于建模误差或舵面故障等因素导致的动态逆误差,利用神经网络进行在线补偿,根据最优控制理论得到神经网络权值的自适应律,并基于Lyapunov直接法证明该自适应律的稳定性和收敛性。针对某飞机的仿真结果表明,在存在较大逆误差的情况下,所设计的控制系统具有良好的鲁棒性。