通用处理器多核流水线自适应同步方法

在通用处理器上进行信号处理是软件无线电发展的方向之一，现有的共享存储并行编程（OpenMP）和直接线程并行法难以对信号处理进行并行加速。针对串行算法的并行化问题，引入多核流水线方法，对传统串行方法和多核流水线的实时性进行了分析对比。针对多核流水线的同步问题，研究了一种分布式的自适应线程同步方法。结合信号处理实例，对串行方法和多核流水线的实时性进行测试，结果表明多核流水线的吞吐率是串行方法的2.1倍，处理能力大大提高。     

基于迭代自适应方法的跳频信号缺失数据恢复

在复杂电磁环境下，通信信号侦察系统在侦收跳频通信信号时经常存在数据缺失的严重现象，因此实现缺失数据恢复具有重要的军事应用意义。针对常规数据恢复算法随着缺失比例升高性能急剧降低的问题，提出了一种基于迭代自适应方法（Iterative Adaptive Approach,IAA）的跳频信号缺失数据恢复算法。根据跳频信号短时间内可作为平稳信号处理的特征，算法选择加权最小二乘准则，利用系统获取的有效数据采用迭代自适应方法进行信号谱估计，然后基于最小二乘准则进行缺失数据恢复处理。通过仿真分析比较，在同等信噪比、缺失率条件下，所提算法比常规缺失数据恢复算法MAPES（Misssing-data Amplitude and Phase Estimation）具有更优的缺失数据恢复性能。     

一种利用压缩感知改进的PMF-FFT扩频捕获算法

为了实现直接序列扩频（DSSS）信号快速捕获的同时降低数据量和硬件资源消耗，引入了压缩感知理论改进部分匹配滤波-快速傅里叶变换（PMF-FFT）算法，提出了基于压缩感知改进的部分匹配滤波-快速傅里叶变换（CSPMF-FFT）算法。该算法将PMF-FFT算法与压缩感知理论相结合，先对信号进行稀疏性分析和压缩观测，然后从少量压缩观测值中重构信号，并利用输出的峰值信息估算信号的多普勒频移和码相位，从而实现捕获。理论分析和仿真实验表明，相较于PMF-FFT捕获算法，CSPMF-FFT算法能在成功完成捕获的同时有效地减少相关器的数目和FFT变换的运算量，从而降低系统数据量和硬件资源压力，为基于压缩感知的扩频信号处理技术研究奠定了基础。     

改进Cholesky分解算法的设计与FPGA实现

针对大规模数字阵列的空域信号处理以及空时信号处理的要求，提出了一种高速并行的基于Cholesky分解的协方差矩阵反问题求解算法。相对于其他现有算法，所提算法具有更高的并行度与更低的处理延迟。在算法实现方面，提出了一种基于脉动阵列+反馈环的矩阵迭代结构来实现该算法，并在现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）平台上验证了该结构的有效性。电子设计自动化(Electronic Design Automatic,EDA)工具的综合与实现结果表明，所提算法实现结构具有高并行性、低延迟等优势，尤其在矩阵规模相对较大时优势明显。     

雷达接收系统软件化的信号处理研究

近年来，雷达接收系统软件化的信号处理技术，越来越受到国内外学术界的重视，成为雷达新技术研究的一个重要方向。本文通过对雷达目标回波信号处理的分析，得出信号检测和参数估计流程，并系统提出了雷达接收系统软件化信号处理的可行性方法。     

基于稀疏系数和多级搜索策略的信号参数估计

参数估计是盲信号处理的关键环节，对后续信号的侦察处理意义重大。针对当前压缩域信号参数估计问题，提出了一种新的信号参数估计算法，利用稀疏系数在不同测量矩阵中相同稀疏字典下位置相同的特点，实现了信号参数估计的区间预判；基于理论分析确定了多级搜索策略的最优级次，实现了稀疏字典原子数目的降低。仿真结果表明，算法在提高信号参数估计精度的同时显著降低了运算复杂度。     

基于FPGA的AIS中频收发信机设计及实现

针对海事自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）收发信机的信号 处理主要采用专用芯片实现的现状,提出了一种中频数字化的替代方案,采用FPGA 完成AIS中频收发信机的信号处理。重点研究了突发GMSK中频信 号的调制、差分解调、位同步和帧同步的设计方法及实现过程。测试结果表明,采用并行化 的数字信号处理,增强了设备的灵活性和可靠性,并提高了设备的性能。     

基于宽带接收的星载信号处理技术

分析了卫星有效载荷信号处理需求,提出了基于宽带接收的星载信号处理技术 流程,针对星载硬件资源有限和需要实现对重点信号搜索匹配的要求,同时考虑到宽带接收 时接收灵敏度较差等问题,给出了适于星载实现的多信号分离、低信噪比下调制识别和辐射 源细微特征提取方法,通过仿真验证了算法的有效性。     

一种基于贪婪算法的CORDIC改进算法

针对传统串行坐标旋转数字计算方法（CORDIC）耗时且占用较多资源的缺点,提出了一种旋转模式下CORDIC算法的新型改进算法,该改进算法可用来代替直接数字频率合成器(DDS)查找表进行正余弦的计算。通过采用贪婪算法实现对CORDIC旋转方向与旋转角度的优化,从而可以达到串行转并行和减少迭代次数、节约资源的目的。该算法可以应用于三角函数的复杂函数的硬件实现中。仿真结果表明,在迭代次数相同的情况下,改进算法较传统算法可以获得更高的精度。最后,在Xilinx FPGA的Spartan-3E芯片上实现了改进的CORDIC结构。与传统CORDIC算法相比,在运算精度为10-5时,可以节省Slices、LUTs(Look Up Tables)资源分别为28%和25%。     

MIMO系统中基于信号可靠性判定的OSIC检测

排序串行干扰消除（Ordered Successive Interference Cancellation，OSIC）是多输入多输出无线通信系统中一种重要的信号检测技术。为了降低该算法的计算复杂度，首先提出了基于信号可靠性判决的排序串行干扰消除算法，根据所设计的信号可靠性判决（Signal Reliability Decision，SRD）结构的判决结果选择不同的方法消除信号间的干扰。为了进一步提升SRD-OSIC算法的检测性能，提出了局部最优（Local Optimized,LO）的LO-SRD-OSIC算法。仿真结果表明，SRD-OSIC算法仅需要传统OSIC算法一半的复杂度就能获得相近的误码率性能。不仅如此，当LO-SRD-OSIC算法与SRD-OSIC算法的计算复杂度相同时,LO-SRD-OSIC算法可以获得额外3 dB的误码率性能增益。     

基于分布式战术云的下一代通用信号处理平台架构

通过分析复杂作战环境对军事电子信息系统能力的需求，以航空电子系统集成的发展历程为牵引，从信号处理系统结构、平台硬件架构和软件架构设计出发，提出了基于分布式战术云平台的下一代通用信号处理架构，以实现功能软件与硬件平台的解耦、任务模式和实现方式的解耦为目标，进而从异构处理资源虚拟化、包分组交换网络传输和基于蓝图建模的感知部署等方面探讨了技术实现途径，最后总结了新平台技术特征，并给出了发展建议。     

高速宽带通信信号测向处理模块的设计与实现

针对紧凑型的宽带高速通信信号侦察测向应用需求,对相关干涉仪测向处理模块进行 合理的采样率设计和算法优化,利用FPGA运算能力强的特点,在有限的硬件资源中实现了 60 MHz带宽的准实时测向处理,对提高侦察跳频等低截获概率信号的效能有重要意义。     

RapidIO高速串行总线的信号完整性仿真

采用最先进的3D电磁场仿真软件对RapidIO高速串行总线进行了板级信号完整性仿真,在前仿真中对关心的设计参数进行了有效评估,形成了可信赖的指导数据;后仿真对实际设计数据进行了验证,修正了不理想的设计参数。仿真手段彻底改变了依靠经验和反复试验的设计方法,成为高速串行传输技术中不可或缺的设计手段。     

基于PSO-BP算法的无线传感器网络定位优化

在研究现有定位算法的基础上，针对基于接收信号强度指示(RSSI)定位模型中的参数易受环境影响等问题，提出了一种新型的粒子群优化(PSO)算法与后向传播（BP）神经网络相结合的算法。BP网络算法权值的修正依赖于非线性梯度值，易形成局部极值，同时学习次数较多，需先通过粒子群算法进行优化。为了提高定位精度，首先采用速度常量法滤波处理，然后通过改进的混合优化算法对BP神经网络初始权值和阈值进行优化，并分析算法的性能。试验中隐层节点个数采用试错法，从12到19变化，以确定合适数目。实验结果表明，与一般加权算法和传统BP算法相比，改进的混合优化算法可大幅改善测距误差对定位误差的影响，同时可使25 m内最小定位误差小于0.27m     

综合化信号与信息处理平台设计与实现

为解决大规模分布式异构实时处理平台在航空电子模块化综合条件下的体系结构问题,在分析联合标准化航电系统架构特点的基础上,提出一种基于串行RapidIO硬总线和虚通道软总线互连的开放式系统架构,并完成一套基于该架构的综合化信号与信息处理机,实现了真正意义上的芯片级互连、低延时、多节点、可扩展、可重构的航空电子综合化应用平台。     

软件无线电体系结构中的总线瓶颈及其解决方案

软件无线电系统中的模块化、数字式通硬件平台是进行实时信息处理的并行处理系统，其总体性能取决于系统中信号处理，信息传递和存储能力的优化设计。本文讨论在基于总线的软件无线电体系结构中的总线瓶颈及其解决方案。     

扫描SAR成像中SPECAN算法的FPGA实现

为满足扫描成像合成孔径雷达(SAR)系统小型化和低功耗的迫切需求,给出一种频谱分析（SPECAN）算法的现场可编程逻辑门阵列（FPGA）实现,整个成像流程被划分为多个时分的阶段并分配到可复用的运算单元和控制逻辑中,并且提出一种基于FPGA的优化处理结构,将所有的信号处理功能集成在单片FPGA中。在实验与验证部分,通过FPGA处理结果与MATLAB运算结果的对比,以及实际成像试验结果表明了设计正确性和结构的工程实用性,适用于机场跑道、汽车高速公路的检测和定位。     

脉冲超宽带技术在航天测控系统中的应用

针对当前航天测控系统安全性不足的问题,将脉冲超宽带技术应用于航天测控系统中,构建了一种新的脉冲超宽带测控体制。建立了基本的脉冲超宽带测控信号模型,对脉冲超宽带测控系统的性能和传输链路进行了分析。给出了脉冲超宽带测控系统结构框图,介绍了系统工作过程。针对并行信号捕获方法资源消耗大的不足,提出了两步并行捕获方法。分析表明,脉冲超宽带技术可用于航天测控系统中,完成测距测速和数据传输任务。脉冲超宽带测控系统可有效提高测控系统的隐蔽性和抗干扰能力,同时提高测距精度。在信号捕获方面,与并行捕获方法相比,两步并行捕获方法的硬件资源消耗得到大大降低,同时还可保证较快的捕获速度,但会产生一定的信噪比损失。     

基于DSP的移动基站信号监测设备设计

针对移动基站信号时域分 析和频域分析的需求,提出了利用DSP等芯片组成可行的TMS320F28234最小系统和RS-232/US B通信转换模块的硬件实现方案。通过分析应用实数FFT算法和串口通信协议,有效地完成信 号的采集、A/D转换、频谱分析和下位机与上位机之间的通信,以及信号分析等功能,从而 了解通信系统的运行状况,为移动基站的正常运行提供保障。