一种采用可变同步帧的OFDM符号定时同步算法

符号定时同步是正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）系统中最为关键的同步之一。针对现有的基于数据辅助类的同步算法中帧头存在持续时间长、抗噪声性能差和对载波频偏敏感等问题，提出了一种可变长度的同步帧结构，采用滑动差分相关算法完成符号定时同步。仿真结果表明，提出的同步帧结构持续时间短于一个OFDM符号周期，并且训练序列长度可以通过估算信噪比大小而灵活控制。同时，所提算法在归一化载波频偏为12（远远超过晶振的误差范围 ±10-5）的情况下正常工作；在高斯白噪声和多径衰落信道中都有较好的性能，且其流水线结构易于硬件实现。     

深空通信Ka频段数传发射机基带电路单元实现

基于Xilinx FPGA电路的全数字化设计方案,研制完成适用于深空通信下行链路Ka频 段发射机中基带数据编码调制一体化电路单元。参照CCSDS（Consultative Committee for Space Data Systems）相关深空通信建议标准,电路单元实现了按码速率的变化灵活选择调 制方式的工作模式,利用外部控制指令,完成码速率16 bit/s～20 kbit/s、20～ 200 kbit/s、200 kbit/s～2 Mbit/s分段分别选择PCM/BPSK/PM、N RZ/BPSK和SRRC-QPSK数据调制方式 。在X频段的测试结果表明,BPSK和SRRC-QPSK幅度误差和相位不平衡分别小于3.1%和1.7° ,符合CCSDS关于深空通信的建议标准。电路单元满足深空通信工程应用需求。     

基于高速ADC和FPGA的IR-UWB相干接收机设计

为了探索超宽带（UWB）技术的空间应用,设计了一款脉冲无线超宽带（IR-UWB）的全数 字化相干接收机。本系统利用高速采样芯片ADC08D1000对IR-UWB信号进行双通道交织 采样,接下来利用Xilinx FPGA对采样数据进行降速处理。按照二分搜索、相干捕获 、脉冲跟踪的方案进行接收系统设计,并对该接收机进行了实际测试。最终实现了1 ns 脉宽的IR-UWB信号的正确接收和1 Mb/s码速率的OOK编码通信。     

一种通用的OFDM发射机设计

正交频分复用（OFDM）系统参数众多,设计灵活,可以根据不同用途、信道环境以及接收机的性能等,设计出很多不同的OFDM系统。针对此问题,提出了一种通用的基于训练序列的OFDM发射机设计方案。从性能的角度出发,设计了OFDM符号结构和传输帧结构,并重点分析了OFDM数字基带调制模块的组成,最终在Xilinx开发板上实现了该方案,并获得了OFDM各模块的仿真时序图、OFDM射频信号频谱和误比特率图。研究结果表明,该方案频谱利用率高,复杂度低,通用性好。     

面向DVB-S2系统的最优相关间隔帧同步方法

针对卫星通信第二代卫星数字电视广播（Digital Video Broadcasting-Satellite 2,DVB-S2）系统中可变的编码调制方式和物理层帧长，以及接收机需要工作在低至-2 dB的信噪比条件的要求，提出了一种基于DVB-S2帧头结构的最优相关间隔相关检测和双阈值峰值检测帧同步方法，并采用状态机控制PLS（Physical Layer Signaling）码解码，通过解出帧头信息快速跟踪下一帧头位置。仿真结果表明，该方法性能明显优于传统的SOF+PLSC（Start of Frame and Physical Layer Signaling Code）算法，并且能够适用于低信噪比条件和可变的编码调制方式。     

基于最大似然频率精细估计的载波捕获算法

深空通信中,星上对载波的主动捕获主要利用频率估计的方法。在实际载波捕获电路 中,精确的频率估计值导入锁相环,使得锁相环捕获带余量充足。在锁相环带宽一定的情况 下,估计精度的提高可以减少FFT实现点数。在FFT频率粗估计的基础上,通过频率精细估计 算法可提高估计精度。为获得估计精度更高的频率精细估计算法,利用最大似然泛函不变性 推导了频率精细估计的最大似然算法。载噪比在5 dB时,估计精度可以提高到FFT分辨率的1 0 -4。仿真结果表明,该算法估计性能优于其他频率精细估计算法。     

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。