基于FPGA 的1GHz高速采样处理平台设计

介绍了一种高速宽带采样的数字信号处理平台设计方法，论述了在XilinxV4 FPGA中如何实现高速同步时钟设计和高速数据同步接收设计，介绍了与该设计相关的一些高速模数混合电路设计方法和一种采样后数据捕获的方法。该设计方案已用于瞬时测频中，并取得了良好的效果。     

一种16倍采样的Gardner定时同步方法

DVB-S2X(The second generation Digital Video Broadcasting by Satellite Extensions)标准给出了高至256阶的APSK(Amplitude Phase Shift Keying)调制方式，对解调端的符号定时同步、帧同步和载波恢复都提出了更高的要求。结合DVB-S2X技术手册的建议，在经典的基于4倍符号速率采样的Gardner定时同步的基础上，提出了一种在定时同步环路前端加预滤波器并将原来的单路插值扩展到4路插值的基于16倍采样的同步方法。介绍了该方法的思想和结构并进行了仿真实验，结果表明该方法相比于经典Gardner方法有更好的误码性能，在高阶调制的情况下表现尤为突出。     

一种快速全数字锁相环

本文根据突发式数字通信快速锁相要求,提出一种位同步信号提取的新的快速全数字锁相环方案.它比一般数字锁相环捕捉速度最大可以提高N/2倍,且环路的同步时间与量化相位误差的矛盾也得到了解决,因而环路精度也大有改善.本文主要以一阶环为例讨论位同步信号提取.     

一种AD9371宽带无线同步定时模块简化方法

在满带宽100 MHz条件下,AD9371的收、发采样频偏问题严重,不采用精确的同步定时模块时,在高斯白噪声信道下测试,误码率较调制误差公式erf值偏高。传统的Gardner定时同步算法虽能降低采样频偏,但Gardner算法的实现复杂度太高。针对这对性能和复杂度间的矛盾,给出了一种同步定时模块的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)简化实现方法。简化后的Farrow滤波器的乘法器与原始的Farrow相比减少50%,环路滤波器占用FPGA资源和传输时延比原环路滤波器都减少了50%以上。将简化后的同步定时模块在AD9371板卡上进行测试,结果表明简化后的同步定时模块与传统的Gardner同步定时模块性能在-30 dBm时误码同时降低到零,性能完全一样,证明此种同步定时方法的等效简化切实有效。     

宽带直扩信号的随机解调压缩采样方法

为了有效解决扩频测控通信系统宽带化带来的高速采样压力和高数据率问题,提出了基于压缩感知的直扩信号随机解调压缩采样方法。通过对模拟信号压缩采样原理进行研究,深入分析和推导随机解调采样原理及其数学模型,提出了基于压缩感知的直扩信号采集系统构架,并对压缩比取值影响因素进行了分析;给出了随机解调压缩采样系统硬件实现方案,并对其可行性进行了分析;最后对所提出的直扩信号压缩采样方法的性能进行了仿真分析。仿真结果表明,压缩采样系统可以实现直扩信号的压缩采样处理,并能够高精度重构原信号,但重构信号的解调门限会随压缩比增大而相应提高,这是采样率降低所需付出的代价。压缩采样为宽带直扩测控通信系统提供了一种高效的模数转换和同步解调处理思路。     

综合基带遥测单元信号同步的实现

本文介绍测控综合基带遥测单元位同步、帧同步方案及实现方法、遥测单元功能，以及位同步、帧同步的作用。     

基于JESD204协议的AD采样数据高速串行传输

为解决传统采样数据并行传输时受码间同步及串扰影响的问题,研究了ADC采样数据的高速串行传输协议——JESD204协议,提出了一种具有自主知识产权的、基于FPGA中高速串行收发器GTX实现JESD204协议IP核的方法,实现了对ADC采样数据的高速串行传输并接收。实验表明,采用基于JESD204协议的高速串行传输方式可实现单通道3.2 Gb/s的传输速度,符合机载通信终端小型化的发展趋势。     

等效时移随机共振的载波同步

针对随机共振应用于单频载波同步时存在的噪声能量转化不彻底、采样点数量需求高的问题,提出了随机共振等效时移的载波同步方法。首先,通过充分利用接收信号的先验信息,设计样点等效时移过程,降低了载波同步对采样率的需求;其次,通过设计多级迭代的随机共振系统,并设置本地同频方波信号,提高了噪声的转化效率;最后,给出了较为完整的时移校准和时延校准的模块设计。理论分析和仿真结果均表明该方法能够有效地实现载波同步,并较现有方法提高约10 d性能。     

适用于超宽带通信测距复合系统的同步机制

通过Simulink仿真和FPGA板级验证,为基于隧道二极管电路的脉冲超宽带(Impulse R adio Ultra-wideband,IR-UWB)接收机提出了一种同步机制。在物理层中使用了改进数据转 换 跟踪环的位同步方法,使之可以对单比特数据进行位同步,码速率为2 Mbit/s时误码率 趋近于零;MAC层使用了经过变换的IEEE 802.15.4a中的31 位帧引导序列,引导序列出现8位误码时仍然能进行够准确的帧同步。这种机制适用于空间 探测无线传感器网络。     

帧同步电路的设计和分析

简要介绍了实现帧同步的几种方法，给出了采用置位同步法的帧同步电路的设计方案，对其状态的转变进行了阐述，并对帧同步电路参数的选择进行了分析。     

多点定位系统高精度TOA提取方法

针对相关法检测报头时较低的采样频率对获取信号到达时间精度的不利影响,提出 一种基于改进相关法的局部高速采样的高精度TOA提取方法。该方法根据曼切斯特编码特性 在报头后第一个数据位时间内高频采样,使用两级移位寄存器作异或处理检测跳变沿提取到 达时间信息,使测时精度达到了纳秒级,在使用GPS秒脉冲对双接收通道时间进行精确同步 的 基础上,输出提取的时间信息,对比测时的一致性。实验结果表明在实际应用中,TOA测量 精度达到了理论预期。     

直扩系统中数字匹配滤波器的设计仿真

主要讨论了量化比特数和取样间隔对数字匹配滤波器（DMF）解扩电路性能的影响，通过直扩系统（DSSS）的仿真结果表明；DMF的量化比特数取3时，量化误差可忽略不计（近似为无穷量化结果）；而在低抽样率下依靠DMF的样值序列前端处理（FEP）可以使系统误码率达到高抽样率的效果，而硬件代价却大大减小。     

基于置信度的S模式信号随机多位纠错技术

针对现有纠错技术只能对少量随机错误或突发错误进行纠错的不足,提出了一种基于置信度的随机多位纠错方法。该方法在准确进行置信度判断的基础上,通过缩短循环冗余校验（CRC）处理时间或增加并行运算能力以增加纠错位数。同时给出了可运用于工程实际的保守技术和强力技术的联合纠错处理流程。通过解码纠错实验,统计结果表明该置信度判定法则的准确性为98.24%,通过图形处理器（GPU）强力纠错可实现高达83.37%的解码率,通过现场可编程门阵列（FPGA）强力纠错可实现73.66%的解码率,较现有强力纠错技术的纠错能力有较大提高,可增强对航空器监视的连续性。     

基于梳状导频的OFDM分组自适应比特装载与功率控制

无线通信环境中信道信息(ChannelStateInformation,CSI)随时间变化明显,需要不断地更新自适应比特装载和功率控制的策略。现有的OFDM自适应比特装载方法需要大量的信令来传递当前比特装载的策略,不适用于无线通信的应用环境。为此,本文针对OFDM系统的特征提出了一种利用插入梳状导频的信道估计得到的带有误差的信道信息,来完成自适应比特装载的算法。首先把OFDM子载波进行分组,然后利用基于梳状导频的信道估计对信道时变进行跟踪,使用即时获得的CS完成自适应比特装载算法。仿真实验证明,在保证算法简单、实用及保证要求的误码率(BER)性能的情况下,信道信令的开销低于传统算法的10%。     

基于CPLD的FIR滤波器的快速实现

介绍了用CPLD实现高精度高速度FIR数字滤波器的基本方法,可以方便地调整滤波器的阶数和系数,适合不同的应用。时序分析表明,该设计在系数量化数据宽度为20bit时可工作于40MHz以上的时钟频率。用设计软件对X-Ray取样信号进行功能仿真,并与Matlab仿真结果进行比较。结果表明该设计是可靠的,可以满足一些高精度实时系统如X-Ray数字谱仪的需求。     

理想低通欠采样定理的结合应用分析

通过分析模拟频率与数字频率的对应关系,对含低频和不交叠窄带频率成分的信号推导得出对该类信号采样所需的最低采样率,提出了确定采样频率最小值的方法,改进了数字滤波器所对应的奈氏带宽。该方法可在不失真的情况下降低采样率,减少信号处理时间。     

非相干扩频测量体制应答机的测距数据处理

介绍了一种非相干扩频测量体制的测距原理，分析了测距跳周问题对测距精度的影响，提出了一种测距数据处理算法。采用相位相差180°的双码钟采样法，对两个码计数和两个码相位进行采样和时差比对，判别出距离跳变的数值进行算法修正，有效消除了码计数对应的距离跳周问题，保证了系统的测距精度。该算法已经成功运用到多个实际工程中，系统测距精度完全满足指标要求。     

基于ＰＳＷＦ 的非正弦时域正交频分调制方法

针对现有非正弦时域正交调制方法应用于大相对带宽系统中存在脉冲组设计复杂度高、实 现困难、不利于对调制信号进行均衡和比特加载的问题，提出一种改进的非正弦时域正交频分调制 方法。把频分复用的思想用于该调制方法，将工作频段分为多个相邻的子频段，在每个子频段内分 别进行非正弦时域正交调制，利用频分特性避免了在不同频段内进行施密特正交化，降低了调制器 的复杂度并且有利于信道均衡和比特加载。仿真结果表明，相同条件下，改进的调制方法与原有方 法的误码性能几乎相同。该调制方法复杂度低、易于实现，有利于进行均衡和比特加载，抗多径性能 强，更适用于大相对带宽有线或无线通信系统     

星基增强系统接收机中的导航比特同步设计与性能仿真

星基增强系统(SBAS)中导航电文速率为500符号/秒,针对其弱信号时找导航比特边界难的特点,提出了基于最大似然算法的比特同步算法,给出了在SBAS接收机中比特同步的应用公式和实现方法,并进一步创新性地设计了包含有软判决和多次判决的比特同步综合流程;最后在多种导航比特分布的情形下,对最大似然比特同步算法进行了不同载噪比下的性能仿真,确认了此算法在接收信号很弱时仍然有效。