一种高性能内插滤波器的设计

在全数字接收机系统中,随着高阶调制解调技术的应用,传统内插滤波器的性能已不能满足要求。为此,通过研究一种多项式函数的频率响应,提出了一种高性能内插滤波器的设计方法。该方法在频域逼近的基础上,以线性加权的最小均方误差（MMSE）为优化准则,利用Matlab系统函数进行线性约束条件下的最优化迭代,设计非常灵活。仿真结果表明,该方法设计的内插滤波器性能明显优于常用的内插滤波器,尤其适合于高阶正交幅度调制（QAM）信号。     

宽带8PSK解调高速数传接收机设计

受卫星信道热噪声、多普勒、畸变影响,传统八进制相位键控（8PSK）接收机性能不 佳,速率不高,较少应用于航天测控通信系统。针对这一问题,设计并实现了一种基于FPGA 的航天测控系统宽带8PSK解调高速数传接收机,采用Gardner算法实现时钟恢复,利用基于 最大似然估计的鉴相算法完成载波同步,并用分数间隔的并行恒模均衡算法提高接收性能。 该技术已应用于某接收系统并实现了600 Mb/s 8PSK信号解调,误码率在1×10-3 ～1×10-8之间时,解调损失与理论值不超过2 dB。宽带8PSK解调高速数传接收 机可为我国二代中继系统提供支持。     

SC-FDE宽带航空数传接收机的设计与实现

为满足航空信道条件下的远距离宽带数据传输需求,基于单载波频域均衡传输（SC-FDE）体制,采用8PSK调制体制进行了宽带数字接收机的设计,包括传输帧同步、载波同步、定时同步、信道估计和频域均衡。同时,为保证灵活应用的需求,采用数字内插的方式进行了可变传输速率设计。基于Xilinx现场可编程门阵列（FPGA）平台对硬件实现进行优化,最终实现了传输速率能够从112.5 Mbit/s覆盖到900 Mbit/s的数传接收机。仿真分析和硬件测试结果表明,该接收解调设备能够实现很好的性能指标,同时SC-FDE架构具备有效补偿多径传播影响的能力,适合应用于高动态无线宽带航空数据传输系统中。     

改进的宽带信号有理数倍采样率变换结构

针对现有的数字器件无法满足对宽带信号进行有理数倍采样率变换的问题,提出了 一种改进的宽带信号有理数倍采样率转换结构。在分析抽取器与内插器顺序的基础上,得出 了等效变换的前提条件,并结合多相滤波结构使改进的结构更具有实际应用价值。仿真实验 证明了改进后结构的有效性。通过与现有有理数倍采样率变换结构运算量对比分析表明,改 进后的结构的运算效率为传统结构运算效率的1/（LM）倍,其中L和M为变换过程中的内插因 子和抽取因子。     

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。     

一种用于高速率QPSK信号的并行解调方法

为实现数据的高速解调,提出了一种QPSK并行解调模型,并对定时同步、载波同步、自动增益控制(AGC)和数据恢复等各个模块进行了Matlab仿真分析.重点提出并仿真实现了一种在并行解调中实现载波同步后的模糊统一和数据恢复的方法.     

LTE中一种改进的基于探测参考信号的定时估计算法

研究了LTE系统中探测参考信号(SRS)的定时同步方法。由于基本的滑动相关算法和传统的后向搜索算法不能有效地消除相关过程中旁瓣峰值的影响,不适用于SRS的定时同步。因此,针对SRS的时频结构特点,提出一种改进的后向搜索算法。该方法通过将本地序列与接收序列在时域上相关得到定时度量函数,并重新定义门限值,通过结合门限和新的搜索技术来确定第1径的位置,从而得到正确的定时采样点。仿真结果表明,所提方法的估计性能优于滑动相关算法和传统的后向搜索算法,有效地消除了旁瓣峰值的影响,提高了SRS的正确定时概率。相比传统的后向搜索算法,所提方法的估计性能提高了6倍左右。     

适用于多速率高阶QAM的定时同步改进算法

针对速率可变的高阶正交幅度调制(QAM)信号定时同步问题,提出了一种基于Gardner理论的定时同步改进算法。新算法改原有滤波器结构为两级插值级联优化结构来实现多速率信号的定时同步,可独立于载波同步单独使用,比传统结构具有更强的普遍适用性。仿真结果表明,该算法可以准确地对速率可变的128QAM信号进行同步。     

基于FPGA的高速DUC设计与高效实现

提出了一种基于FPGA实现高速数字上变频（DUC）的方法。该方 法采用一种新的多相内插滤波器的高效实现结构,利用多相内插滤波器中各分支滤波器间系 数的特点,使多相内插滤波器消耗的乘法器数量减少一半;并采用一种并行结构的数控振荡 器（NCO）,可产生高数据率的上变频本振信号。利用该方法为某雷达中频回波模拟器设计 了DUC模块,其输出数字中频信号的数据率可达1.2 Gsample/s,只消耗了少量资源,满足项 目需求。     

脉内相位编码信号的识别与码序恢复

为了提高低信噪比（SNR）下对雷达脉内相位编码（PSK）信号的处理能力,对传统的相位差分法进行了改进,并利用该方法对PSK信号进行了识别与码元序列的恢复。根据PSK信号的特性,结合滤波、数字变频和高阶差分来减小噪声对相位的影响,提高了相位差分法的抗噪性。对相位差分序列归一化后,先进行码元宽度的精确估计,再由码元关系去除伪跳变点。最后通过一系列的特征提取,实现了PSK信号的综合处理。仿真结果表明,所提算法在低信噪比下性能良好,具有很高的工程应用价值。     

脉冲超宽带测控信号时延精密跟踪方法

脉冲超宽带测控新体制可有效提高测控系统的安全性能,且具有潜在的高精度测距能力。为了实现其高精度测距功能,提出了一种基于延迟锁定环路的脉冲超宽带测控信号时延精密跟踪方法。该方法在传统伪码跟踪环的基础上进行改进,利用基于非相干积分的非线性反馈环路对接收信号的脉冲相位进行精密跟踪。理论分析和仿真结果表明,该延迟锁定环路可以完成对脉冲超宽带测控信号的时延精密跟踪。与直扩测控信号相比,在相同条件下,脉冲超宽带测控信号的时延跟踪相对误差更大,但由于脉冲宽度很窄,在一定载噪比条件下,其测量精度仍可达厘米量级甚至更高。     

一种组合调制的脉冲超宽带测控信号

将脉冲超宽带（IR-UWB）信号应用于航天测控领域,能够有效提高当前航天测控系统的隐蔽性、抗干扰性和测量性能,具有重要的现实意义。将DS-PAM（Direct Spread-Pulse Amplitude Modulation）调制、TH-PPM（Time Hopping-Pulse Position Modulation）调制的信号和PSM（Pulse Shape Modulation）调制技术组合起来,可构成一种新的组合调制的脉冲超宽带信号,即DS-PAM-TH-PPM-PSM-UWB（Direct Spread-Pulse Amplitude Modulation-Time Hopping-Pulse Position Modulation- Pulse Shape Modulation-Ultra Wideband）信号。利用对数正态阴影模型分析其传输性能,在单频干扰信号条件下分析其抗干扰性能,利用模糊函数分析其测量性能。仿真结果表明,相比于传统的DS-PAM-UWB信号和TH-PPM-UWB信号,该组合信号具有良好的传输性能、抗干扰性能和测量性能,为脉冲超宽带信号应用于航天测控领域提供了更多的选择。     

一种用于高速QPSK解调的四次方环载波恢复电路

为解决高速QPSK信号全数字解调的技术瓶颈问题,采用模拟方案 ,研制了一种四次方环载波恢复电路,重点介绍了应用混频器上变频特性的宽带平方电路以 及锁相环（PLL）载波提取电路的设计过程。测试结果表明,该载波恢复电路可以完成载频 为720 MHz、码速率100 Mbit/s～1 Gbit/s范围的QPSK信号同步载波恢复,解 决了高速信号相干解调中载波同步的关键技术问题。     

一种应用于深空通信的微弱信号捕获算法

针对低信噪比、高动态条件下深空测控通信信号捕获概率低以及复杂度较高的问题,首先分析了深空测控通信信号捕获的难点以及信号循环平稳特性,然后在此基础上提出了一种基于循环相关的新算法。计算机仿真结果证明新算法捕获门限达24 dBHz,适应频率动态达800 Hz/s;新算法较传统的捕获算法,在相同门限条件下的频率动态适应范围提升了约两个数量级。该方法已被应用于我国第一个深空测控站的建设,工作性能稳定可靠,有效地解决了低信噪比下深空站抑制载波信号的捕获问题。     

一种基于信号机制在UNIX实时应用中快速传递信息的方法

在多进程的实时应用程序中，进程之间往往需要通过传递一些信息来达到资源共享的目的。介绍了一种基于信号机制在UNIX实时应用中的两个进程之间实现快速传递信息的方法，提高了实时性。     

基于OFDM随机步进频的雷达通信一体化信号模型

为了解决雷达通信一体化系统中的雷达信号与通信信号较难分离的问题,在正交频分复用(OFDM)雷达的基础上,提出了一种基于OFDM脉间随机步进频的雷达通信一体化信号模型,通过频率捷变将数据信息加载到雷达信号上,利用随机的步进频率传输数据,从而使一体化信号能同时实现雷达探测和数据通信功能,避免了信号分离。同时设计了雷达通信一体化方案,在雷达接收端,运用相关法实现一维距离成像;在通信接收端,通过带通滤波器组检测频率点解调数据。仿真实验结果表明,一体化信号能实现分米级的距离高分辨和速率为Mbit/s级的数据通信,能够满足大批量数据传输的要求。