GMSK+PN遥外测体制的性能分析

考虑到现有测控体制的带宽效率较低,研究基于高斯最小频移键控(Gaussian Minimum-Shift Keying,GMSK)+伪码(Pseudo-noise Code,PN)的新一代遥外测体制,以提高测控系统的带宽效率.首先描述了GMSK+PN信号的调制原理,将遥测数据的GMSK相位和伪码测距信号叠加后调制在同一载波上,实现了二者的同流传输.接着简述了GMSK+PN信号的解调原理,接收机经GMSK解调、测距信号重建和测距信号解调,得到遥测数据和伪距.然后对GMSK+PN的调制、解调进行仿真,得到了不同参数下的频谱特性、遥测误码率和测距精度等性能,并分析了性能与滤波器参数值、测距信号加权因子、测距成形脉冲、伪码码率与遥测码率的比值等参数取值之间的约束关系.最后给出调制参数的取值建议.结果表明,GMSK+PN体制具有很高的带宽效率,与现有航天测控体制相比,带宽降低22%以上,特别是在非线性信道下的优势更为明显.     

毫米波通信系统的射频信道性能测试方法

下一代通信系统将甚为关注信道容量,系统的多功能性和维护成本,因此毫米波在提供宽带接入方面拥有很多优势.非线性失真和噪声包括参量抖动,是宽带通信系统信号衰变的两个主要原因.文中描述了两种测试多载波系统射频信道的方法.通过在信道带宽上扫频测量发射机中频到接收机中频间的正向传输函数,一些特性,诸如增益平坦度,信道散射,及饱和度影响都将被显现出来.为了评估通信链接对载波同步的保持性能,研究了两个载波在接收机中频输出的外差谱.两种测量方法都使用标准的测量设备,并且通过测量一个瞬时带宽达1 GHz的多载波毫米波系统证明其是有效的.     

一种基于频差补偿的相位谱时延估计方法

针对影响射频窄带信号时延估计精度的3个主要因素：中频偏差、信号带宽及信噪比,提出了一种基于频差补偿的相位谱时延估计方法.其采用平方倍频法分别估计两路信号的中频,通过频差补偿消除中频偏差对时延估计精度的影响;利用线性调频Z变换（CZT）在有限带宽内增加时延估计的有效点数;并针对相位法自身的特点利用Kalman滤波器优秀的抗噪声特性提高时延估计的精度.理论分析和实验仿真均验证了该方法的有效性.     

无线通信网络优化中数字下变频技术的具体应用研究

爱现有技术水平的翻约,在目前的信号变频体制中大部分是首先将射频信号通过一次或者几次的模拟下变频转换到中频上,在中频对信号数字化,然后再进行数字下变频.随着数字通信技术的发展,无线通信技术的逐渐成熟,对无线设备数字带宽的要求也越来越高,所以,有必要对带宽较宽信号的数字下变频进行研究.     

一种测试线性调频信号的新方法

LFM信号是目前雷达中应用的主要信号形式,它具有很高的速度和距离分辨率.但是,对LFM信号各参数,包括信号中心频率fo、信号带宽B,频率变化率u以及信号瞬时频率fi等的测试,目前仍没有很好的解决办法.为此,介绍了一种针对中频LFM信号的自动测试方法,可自动测试中频LFM信号的上述参数.此方法操作简单,运算速度快,且提取参数的精度高,目前已在某型雷达中频LFM信号的测试过程中得到了很好的验证.     

基于FPGA的在线可重配置数字下变频器的设计与实现

研究基于现场可编程门阵列(FPGA)的在线可重配置数字下变频器,实现了根据输入信号的3个参数(中频信号频率、中频信号带宽和中频信号采样率)自动生成最优的数字下变频器(DDC)结构和DDC参数的方法. 同时实现了一种优化的FIR滤波器,与传统FIR滤波器相比,利用FIR滤波器线性相位和系数对称的性质,采用预相加的方法减少1/2的乘法运算量,实现了资源占用率和速度之间的平衡,节省FPGA资源. 实验结果表明了该方法的灵活性和有效性.      

电遥测钻柱信号传输的建模分析与信道特性改善

电遥测钻柱信息遥测系统由多节布线钻杆级联形成,用于井下随钻测量数据的高速率上传。由于信道传输的高频电压信号衰减严重,目前每隔约300米需要中继器进行信号续传,因此如何延长中继距离成为系统性能改善的关键。布线钻杆由布有同轴电缆的杆体及电磁耦合器构成,高频下布线杆体的同轴电缆可看做传输线,电磁耦合器可等效为高频变压器,将二者结合建立了布线钻杆的等效电路模型及电遥测钻柱信道的电压传输函数数学模型;通过外置补偿元件使传输线达到阻抗匹配以确立布线钻杆的电磁参数;通过改变补偿元件参数在传输线终端产生反射电压来加强传输线上的信号幅度,使信道的信号传输能力得到有效改善。研究表明,适当增大补偿元件电阻值可以大幅度提高信道的电压传输函数值,在目前信道带宽及信号检测灵敏度条件下中继距离可提高1倍,达到大幅度延长中继距离的目的。本文的研究可以为布线钻杆的电磁设计及电遥测钻柱信息传输系统的性能改进提供理论指导。     

基于小波变换的遥测速变信号实时压缩技术研究

遥测速变信号属于非平稳信号,因此采用小波变换的方法对其进行实时压缩,而在对信号进行小波变换时,小波基的选取是至关重要的,它会直接影响到运算速度和处理效果。从小波基的基本性质和小波基的评价标准两个方面加以分析比较,并结合遥测速变信号的特点和压缩要求,选择了几种典型的小波基进行实验比较。实验结果表明最适合于遥测速变信号实时压缩的最佳小波基为bior2.2。     

信号调制模式识别系统的设计和实现

针对通用接收机的中频信号输出,设计了中频信号采集、中频信号处理和高速数据传输硬件系统,应用于无线电监测系统.系统能够完成宽频段扫描、锁定信号频率,实时采集中频信号.信号经高速A/D变换可以实时或经SDRAM缓冲后(当采样速率过高时)由USB2.0总线传入PC,或由LinkPort传入后端双DSP综合信号处理板进行调制识别处理,完成无线电监测.整个系统的协调工作由FPGA完成,系统时钟可调,参数可选.测试结果表明数据采集精度好,性能完全符合要求,可方便应用于无线电监测以及其他调制识别系统中.     

数字式分辨率带宽滤波器原理

本文首先讲述了频谱分析仪中数字式分辨率带宽滤波器的基本原理,然后介绍了数字式滤波器对频谱分析仪在软硬件方面的要求,描述了数字滤波器的软件算法及其功能实现,同时讲述了对下变频中频信号的采样、数字化和以FFT为主的程序算法。     

钻井液连续波随钻测量系统设计及风洞模拟试验

针对目前随钻测量系统数据传输速率低及设计过程中试验难度大等问题,设计基于调频传输模式的钻井液连续波随钻测量系统,并对其进行风洞模拟试验.设计基于钻井液连续波的数字通信系统,采用多进制数字频率调制方式实现井下数据上传.随钻测量系统结构包括地面信号收发装置、井底信号收发装置以及数据传输通道3个部分,给出扇形和圆形两种转阀结构的设计方案.根据相似性原理设计风洞试验的模型结构,并对数据传输进行一系列风洞模拟试验.试验结果表明,基于调频传输模式的钻井液连续波随钻测量系统可以实现更高的数据传输速率,提高工作可靠性,同时增强对环境的适应能力.     

基于FPGA及ADC技术的中频数字接收机平台的设计

以高性能ADC芯片及超大规模可编程门阵列（FPGA）芯片为核心器件，利用其高度的灵活性及强大的处理能力，构建了一套通用的数字信号处理硬件平台，可处理载波频率小于200MHz，带宽小于20MHz的所有中频信号。并通过显示面板驱动七段数码管、发光二极管、按键等常用输入接口器件，极大地提升了平台的可扩展性及可重构性。     

二相编码信号载频盲估计快速算法研究

讨论二相编码信号载频盲估计快速算法.在没有接收信号先验知识的情况下,首先粗略估计出二相编码信号的载频(fc)和3 dB带宽(△f3dB),然后以(fc)为中心,以4(△f3dB)为带宽对BPSK信号滤波,再对滤波后信号平方得到一个准正弦波信号,估计出该信号的频率,最后将该频率除以2就得到BPSK信号的载频精确估计值.理论分析证明本算法的合理性,并给出算法的应用门限.仿真结果表明本算法在没有先验知识的情况下可以对BPSK信号载频进行精确估计,特别是在低信噪比条件下依然能够取得良好的估计性能,且本算法简单易行,运算量小,适合实时处理.     

中频宽带信号采集存储回放系统设计

目前中频宽带信号在通讯及雷达领域中的应用十分广泛,为了将无法实时处理的信号后续再处理以及将采集到的信号在其他地点重现,设计了一种中频宽带信号采集存储回放系统.基于FPGA(field-programmable gate array)+ADC(ana-log-to-digital converter)/DAC(digit...     

基于数字联合载波跟踪环的卫星遥测数据解码

为了解决在没有多普勒补偿设备的情况下,多普勒频移对微小卫星遥测数据解码的结果及质量的影响,对现有的卫星遥测数据解码器改进,提出了一种基于二阶锁频环与二阶锁相环联合的载波跟踪解码方案。首先将粗捕捉的遥测基带数据信号经锁频环跟踪较大的多普勒频,当检测到频差小于设定阈值时,联合载波环路切换到锁相环状态下进行精确跟踪,最终使载波频率准确地牵引到多普勒频偏,完成载波同步。最后通过GNU Radio平台进行解码实验验证,结果表明：该方案载波跟踪精度高和解码数据包正确率优于传统卫星遥测数据解码方法。     

低信噪比条件下的失真PCM/FM信号软解调研究

再入遥测信道是遥测过程中的一种特殊信道情况,当飞行器通过再入遥测信道时,黑障和多径效应会造成PCM/FM遥测信号信噪比降低和频率选择性衰落,甚至突破传统解调方法的解调门限,导致误码率大大增加。针对该问题,研究一种滑动长度为1的多符号检测(Multi-Symbol Detection, MSD)解调算法：对连续观测到的N个码元信号与本地信号进行联合检测,但每次MSD判决较前一次MSD判决有N-1个码元的重合。理论上该算法可以将信道增益提高3dB左右,仿真和测试结果验证了该算法的有效性。     

宽带Σ-Δ波形产生器中器件速率对信号频谱的影响

阐述了宽带Σ-Δ波形产生器的基本原理,并在此基础上分析了高速器件速率对实际信号波形带来的失真,以及对宽带Σ-Δ波形产生器中信号频谱的影响,建立了相应的数学模型和公式推导,进行了频谱分析和比较.仿真结果表明,高速器件速率会给信号的频谱带来一定程度的失真,使带内信号高端部分产生衰减,信噪比降低.     

基于单片机的锁相程控频率合成技术应用于铷频标的研究

介绍了频率合成技术的基本原理及发展趋势,阐述了由单片机、定时计数器和集成锁相环组成的数字程控锁相电路,提出了基于单片机的锁相程控频率合成技术应用于铷频标的方案。通过对铷频标量子系统激励信号频率带宽的在线调节,消除调制带宽对铷原子频标稳定度的影响。