相参脉冲雷达中频信号通用采集系统设计

针对相参脉冲雷达中频信号通用采集系统的设计问题,首先阐述了采样率选择的两个约束条件及其物理意义,然后针对通用采集系统无法满足脉间相参条件的问题,提出了两种信号重建算法,并深入分析了算法性能。由于重建算法需要已知触发延迟时间,随后介绍了一种基于TDC的延迟时间测量方法,并推导了TDC器件的测量精度与重建信号信噪比之间的解析关系,为工程应用中选择TDC器件提供了依据。最后介绍了一个基于虚拟仪器技术构建的雷达中频信号通用采集系统,该系统已成功应用于多种雷达中频信号采集。     

高分辨雷达目标回波模拟器设计

研究实现了一种基于宽带数字射频存储器和数字图像合成器的高分辨雷达目标回波模拟器。该模拟器采用去斜率解调和调制处理来降低系统中频处理带宽,从而降低了系统复杂程度。设计了一种基于高性能FPGA的数字图像合成器来实现高分辨雷达目标回波的模拟功能,推导并分析了数字图像合成器的工作过程。最后,以一个128个距离单元的数字图像合成器来合成一个运动飞机目标为例,将其压缩图像与计算得到的该飞机距离像进行了比较,结果表明该模拟器可以逼真的模拟复杂目标一维距离像。     

一种时域并行差分相关捕获算法

提出了一种基于硬件实现、在时域对全球导航卫星系统信号进行相关捕获的新算法。算法采用并行差分结构,通过对相关结果的复用,实现了对多个卫星信号的同时捕获。还分析了该算法、传统的相关算法和现有的两种改进型时域相关算法以及基于FFT的频域相关算法的算法复杂度和所需寄存器数量。分析和仿真结果表明,该算法在计算单个复现码的1次相关时,运算量并不随着过采样率的增加而增加。相比于传统的相关算法和现有的两种改进型时域相关算法以及基于FFT的频域相关算法,该算法在运算复杂度上具有优势,有利于在实际硬件系统中实现。     

5 mm波段辐射计的自动增益控制研究

针对稳定5 mm波段辐射计中的中频放大器增益的技术进行了研究,辐射计中采用一种新的中频噪声注入技术实现接收机的中频放大器增益自动控制,减小了中频增益的漂移,实现辐射计灵敏度的提高。详细分析了这种技术的方法,讨论了在设计中涉及的问题。通过采用这种技术,使接收机的增益漂移达到8.3×10-7/s。     

消除初相与中频偏移影响的DS/SS码元判决

码元判决算法的设计是扩频序列能被正确接收的关键技术之一。提出一种基于软件无线电技术,它是一种能够消除初始相位与中频偏移影响的直接扩频序列码元判决的算法。该算法对DPSK调制的中频采样信号直接解扩解调,具有较高的处理增益,可以适用于信噪比极低(-20dB以下),且对系统的体积及功耗有严格限制的情况。仿真实验表明,该算法运算简便,在恶劣环境下具有较低的误码率。     

基于SVR和DCT的数字图像水印算法

针对彩色图像,提出了一种利用支持向量回归机（support vector regression, SVR）将水印信息嵌入到图像亮度分量的离散余弦变换（discrete cosine transform, DCT）域中的算法。主要思想是应用彩色图像的YCbCr彩色空间,将亮度分量分块后做离散余弦变换,在DCT块中选择中频系数,利用SVR很好的学习和泛化能力,建立中频系数与其邻域系数之间的关系模型,然后根据中频系数和SVR模型预测输出值,调整中频系数嵌入水印。提取水印时重新训练SVR模型,但不需要原始载体图像,实现了水印的盲检测。实验结果表明,该算法具有良好的不可感知性,对色度变化、低通滤波、模糊、锐化、亮度、对比度增强、添加噪声以及几何变换等攻击均具有较强的鲁棒性,尤其对JPEG压缩具有很强的抵抗能力。     

一种基于SVD的射频收发天线选择算法

基于线性检测的空间复用(SM)系统提出了一种射频天线选择算法,该算法以最小化错误概率为目标,利用信道矩阵的奇异值分解(SVD)所得到的左奇异和右奇异矢量实现发端和收端的射频天线选择,且不需要改变系统原有的检测算法。该算法可以用于收发任一端或两端同时使用,不采用遍历搜索,与传统搜索算法相比实现复杂度低。仿真证明将该算法应用于链路任意一端相比与传统算法都可以获得更多的分集增益和阵列增益。     

新体制电离层探测系统中频接收模块设计

首先依据短波数字化接收机设计理论构架了一种基于软件无线电思想的中频接收模块平台。通过分析系统的功能需求以及接收回波的特性,讨论了该模块各部分功能的实现,重点介绍了信号采集和处理单元的实现技术。此中频接收模块应用在基于伪随机码调相脉冲压缩体制的新型电离层斜向返回探测系统中,可以实时获得丰富的电离层探测数据。该接收模块的设计以DSPs、FPGA技术为核心,具有处理方式灵活、实时处理能力强、升级空间大等优点。雷达系统的探测结果证明了该接收模块设计的合理性和实用性。     

基于自适应SSUKF的组合导航信息融合方法

针对车载组合导航系统噪声统计特性无法事先实时获取的问题,提出了一种神经网络辅助的自适应SSUKF信息融合算法.该算法利用神经网络在线估计系统噪声,采用SSUKF同时估计系统状态和在线训练神经网络的权值,从而能在系统噪声统计特性未知的情况下获得组合导航系统的实时最优估计,给出了算法的详细实现过程.最后,针对车载INS/GPS组合导航系统的信息融合问题进行了仿真研究.仿真结果表明,该算法在系统噪声统计特性未知的情况下仍能获得高精度的估计效果,同时与自适应UKF算法相比,有效降低了算法的计算量,提高了算法运行的实时性,证明了该算法是一种有效而实用的方法.     

一种认知无线电资源分配系统级仿真平台

研究了认知无线电资源分配技术的系统级仿真平台的设计与实现,该平台采用多PC机组网的半实物仿真形式,提供了对认知无线电资源分配技术进行系统级评估的途径。给出了平台的设计架构,以及设计和实现中的关键技术,并对平台的通用功能进行了验证。此外,针对一种认知无线电子信道及功率联合分配算法,详述了该算法在平台上实现的过程,并对其性能进行了仿真分析。     

无线传感网中节点级能量有效策略的研究

无线传感器网络是一组带有无线收发装置的传感器节点组成的临时性的网络自治系统,由于无线传感器网络的节点是用有限寿命的电池来提供的,因此能量有效策略成为无线传感器网络研究的关键问题。通过结合传感节点的软件和硬件设计方法和系统设计策略来研究组成网络的传感节点的能量有效策略,达到最小化传感节点能量消耗的目标。通过OPNET仿真给出相关结果。     

RT-LAB快速控制原型在随动系统的应用

快速控制原型实现是由计算机迅速建立控制器模型,受控对象采用实物,构成整个仿真回路,这属于半实物仿真(即硬件在回路仿真)的一种情况。介绍了基于先进的仿真系统平台软件RT-LAB的快速控制原型方法,利用Matlab/Simulink建立的控制器模型,以及RT-LAB实现实时仿真所需的软硬件环境,完成了在随动系统中的应用,实验结果证明该方法是有效的。     

VHDL硬件描述语言及其设计环境

VHDL硬件描述语言及其设计环境是一个形式化、层次化和规范化的计算机硬件描述与设计语言系统,它的出现为实现计算机设计领域的科学化迈出了重要的一步。本文较详细地介绍了VHDL的起因、历史和现状,概要地论述了VHDL语言及其语言特征,并讨论了VHDL的设计环境,最后提出了实现该系统的基本途径。     

JPEG2000 T2编码快速算法及硬件实现

对JPEG2000中T2编码器的率失真优化算法和码流组织方法进行了深入分析,提出了一种易于硬件实现的T2编码器快速算法并详细给出了其硬件结构。通过降低率失真斜率估计的计算复杂度、简化优化截取方法和码流组织中标记树(tagtree)编码方法,降低了T2编码器硬件实现的难度,减少了硬件资源,提高了JPEG2000硬件系统处理的并行度。实验结果表明,输出码流符合JPEG2000标准格式,而图像质量下降很小,系统已通过了FPGA验证。     

嵌入式系统的CFSM模型

随着嵌入式系统的速度、复杂度的上升,软硬件协同设计已经越来越广泛地应用于各种嵌入式系统的设计当中。介绍了一种基于常用的FSM模型的CFSM模型。CFSM模型继承了FSM模型的优点,改善了它的缺点。CFSM模型是一个通用的系统模型,既可以表示控制型系统,又可以表示数据型系统。给出了它的定义、行为描述、数学模型以及应用等。CFSM模型对软硬件都是透明的,可以推迟系统设计中的软硬件划分时间,得到更优的设计。     

演化硬件容错技术的研究

演化硬件是替代传统硬件设计的新技术,自修复与容错技术是替代现有冗余设计的较为理想的方法,是实现电子设备高可靠、长寿命的重要保证。介绍了演化硬件的容错原则,论述了构建容错系统的两种不同方法,即适应度方法和群体方法;基于反映器件物理"特性"的Messy门,进行演化过程仿真,得到了具有一定容错能力的电路,根据对仿真结果的讨论得出了相应的结论。     

一种异构多核片上系统的SystemC系统级综合方法

针对传统集成电路综合方法的不足,提出了一种异构多核片上系统的SystemC系统级综合方法。阐述了系统级综合的SystemC非定时设计输入模型,给出了多核控制器做复杂控制和算法IP做运算加速的目标片上系统架构及综合流程。在此基础上开发了SystemC系统级综合集成开发环境,并进行了通信处理异构多核片上系统的设计和实现。实验结果表明,该方法有效地提高了软硬件混合片上系统的设计效率, 缩短了研制周期。     

用软硬件协同设计成像器稳定装置数字控制系统

软硬件协同设计技术是应现代电子系统设计的需求而产生的一项新技术 ,对现有的系统设计思想和设计方法将产生变革性的影响 ,有传统设计方法无可比拟的优点。简要介绍了软硬件协同设计技术的设计思想 ,并应用此技术设计完成了成像器稳定装置数字控制系统     

星载软件在环的GNC快速原型仿真系统设计

为了实现复杂航天器导航、制导与控制(guidance navigation and control,GNC)系统的快速设计与仿真验证,加快GNC系统从算法设计到产品实现的过程,解决数字仿真与实物仿真一致性的问题,提出了一种基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统。通过虚拟GNC计算机处理器内核和硬件接口的方式实现星载GNC计算机原型,解决了快速原型仿真系统GNC软件代码与实物星载计算机软件代码的一致性;利用Simulink/Matlab进行航天器动力学/运动学建模和GNC系统测量部件及执行部件的数字化建模,基于实时扩展(real time extension, RTX)系统和功能硬件板卡实现数字化模型与实物的转化,解决数字仿真与实物仿真GNC系统内部接口特性、时序和逻辑一致性的问题。应用实例表明,基于星载软件在环的GNC快速原型仿真系统仿真数据与GNC半物理仿真系统仿真数据高度一致,证实了仿真系统设计的有效性;同时基于该仿真系统可以实现GNC系统软件、算法和单机产品的并行开发,缩短系统研制周期。     

基于SOPC的深空目标实时跟踪系统

提出一种用可编程片上系统技术实现深空目标检测跟踪系统的方法,该系统采用单片FPGA构建双核系统,其中一个CPU进行检测跟踪,另一个CPU进行通信控制,将软硬件设计有机融为一体。根据不同算法对数据精度要求的不同,将浮点运算和定点运算结合在一起,并使用定制指令、自定义逻辑和C2H等硬件加速技术,减少了处理时间。实测结果表明,该系统可对深空红外目标进行实时检测跟踪。