IRIG-B码时统终端设计

针对测控系统中的时统终端,论述了1种IRIG-B格式时间码交流码(AC)的数字解调技术,提出了用新方法来增强IRIG-B码解调的适应能力.     

基于FPGA的时统设备的IRIG-B时间码设计

提出了一种以FPGA为核心,外围控制电路与D/A转换电路相结合的方法实现的IRIG-B DC码和AC码元的设计,重点分析了FPGA内部模块的具体实现过程.该设计既能检测时统设备输入端口是否工作正常,同时也能检测时统内部守时功能和交流码调制比的范围.     

多径CD3S信号的混合卡尔曼滤波解调

提出了一种基于混合卡尔曼滤波的CD3S信号解调算法,在多径衰落信道下,采用状态估计的方法解调混沌直接序列扩频(CD3S)信号.根据混沌系统映射方程建立了混沌码同步问题的状态空间模型,并利用无损卡尔曼滤波器实现了混沌码同步;根据信道参数与信息码相对于混沌码的慢变特性,建立了信道参数估计与信息码估计问题的状态空间模型,并利用两个卡尔曼滤波器分别估计信道参数与信息码.三个滤波器均把彼此的估计结果作为系统参数,交替工作,通过联合估计实现信息码解调.仿真结果表明:无论多径信道是时不变的还是时变的,算法均可以提高混沌码同步精度,降低CD3S通信系统误码率.     

随钻测量中连续波动信息解调技术研究与实现

为了解决随钻测量系统连续波动信息传输问题,设计了一种连续波动信号2DPSK解调方案.分析了随钻测量系统传输特性并建立了数学模型.根据随钻测量系统信息传递特性,对一系列连续信号调制技术进行了分析比较,得出2DPSK信号更加适用于井下连续波动信息的调制.对井下噪声干扰类型与来源进行分析,确定了利用数字滤波器算法实现连续波动信息解调系统的去噪.根据以上分析,提出了MWD的2DPSK解调系统的硬件实现方案,并利用FPGA对连续波动信息实现了解调.解调结果表明,在白噪声信道下,解调系统可以准确恢复出发送端的调制数据,具有一定的适用性.      

一种基于异步串口的B码解调技术

从本质上看IRIG-B码的码流结构是一种脉宽调制码,其未经调制的信号为每秒100个2ms的码元,信息位是由固定位的脉冲宽度表示的。将B码的每秒1000bit的码流信号反相,恰好对应1个异步串行码结构。把B码当成数据帧来接收,利用了UART的抽样差别能力、帧同步确立、帧同步保护等技术,提出了一种基于异步串口的B码解调方法,实验证明该方案能大大提高解码的可靠性。     

无源感应装定系统的改进型传号反转码

针对现有编码在无源感应装定系统中能量传输效率不高的问题,在使用2ASK调制的条件下,通过改变1个码元周期内高电平的等效平均持续时间的方法,设计了一种改进型传号反转码(coded mark inversion,CMI)作为基带码,并分析了该码的能量传输效率、功率谱及AWGN信道非相干解调的误码性能,并成功地运用于无源感应装定系统中,最后给出了解码方法和实测电压波形。该编码相对于CMI码的能量传输效率提高了60%,而且具备CMI位定时信息易于提取的优点,可以在非相干解调中充分利用其位定时信息解决接收端内部震荡器不稳定造成的采样时刻误差累积问题。     

基于51单片机的IRIG-B时间码解码接口卡电路设计

IRIG-B格式时间码将标准时统送来的IRIG-B码,解码出时、分、秒,并加入毫秒信息,通过PCI总线接口卡送入计算机,校准该机的系统时间。本文给出以MCS-51单片机为核心的IRIG-B时间码解码PCI总线接口卡电路设计和程序流程。     

基于北斗的电力系统时间同步装置设计

针对电力系统时间同步中单一时间源出现的信号状况较差或时间源切换过程中的误差等问题,采用北斗二号同步卫星以及GPS同步卫星的双时钟模式授时方案实现系统主时钟内部的时间在一定的精度内确保稳定的输出.系统充分利用现场可编程门阵列(FPGA)硬件方法快速的优点,通过IRIG-B码的编码解码,利用FPGA内部的PLL锁相环的PFD将VCO产生的内部时钟信号与输入秒脉冲相位对齐,使系统可以准确输出1PPS秒脉冲,为电力系统提供可靠的时间同步.     

利用高斯最小频移键控(GMSK)调制的遥测和测距技术

分析和仿真了一种利用GMSK调制方式同时传输遥测信号和伪码测距信号的技术。利用GMSK调制方式同时传输遥测信号和伪码测距信号,可以有效地提高频谱利用率。分析了方案中遥测信号和测距信号的各种解调算法,并说明了各种算法的实现途径。通过分析和仿真,得到了各种算法的遥测和测距性能及相应的测距精度。仿真结果表明,在设置的仿真条件下,方案的性能和测距精度能够达到工程需求。     

利用GMSK调制的遥测和测距技术

分析和仿真了一种利用GMSK调制方式同时传输遥测信号和伪码测距信号的技术。利用GMSK调制方式同时传输遥测信号和伪码测距信号,可以有效地提高频谱利用率。本文分析了方案中遥测信号和测距信号的各种解调算法,并说明了各种算法的实现途径。通过分析和仿真,得到了各种算法的遥测和测距性能及相应的测距精度。仿真结果表明,在设置的仿真条件下,方案的性能和测距精度能够达到工程需求。     

基于软件无线电的扩频通信系统同步性的研究

采用现场可编程门阵列FPGA实现软的件无线电技术,控制和调整扩频通信系统的同步性能。介绍了用FPGA实现对采样信号正交数字下变频,完成同步搜索和频偏估计,以及纠正载波频偏和调整码元速率,同步跟踪。系统锁定同步信息并跟踪载波频偏变化,进行扩频码的非相干解调和解扩,最后还原出基带信息,实现同步性。     

一种应用于离心机的无线光传输系统PPM调制解调器设计

在空间生命科学实验中,无线光传输技术非常适用于离心机转子与定子之间的实验数据传输.以VHDL为开发语言,以FPGA为开发平台,完成了一种应用于离心机的无线光传输系统PPM调制解调器设计,实现了传输信号的脉冲调制与解调,从而为提高整个传输系统的可靠性奠定了基础.     

基于FPGA的数字化频分副载频解调器分析

利用可编程逻辑阵列(field programmble grate array,FPGA)技术实现副载频解调器的数字化处理,能较好地解决信号处理,提高解调精度。介绍了数字化副载频解调器的基本原理、设计方案和一种新的分布式算法(distributed arithmetic,DA),结合数字滤波器的特点,采用FPGA技术方法给予实现。用MAXPLUS软件对其进行了仿真,并对误差进行了较全面的分析。结果表明:利用FPGA技术实现数字化副载频解调器,既保证了通信的及时性、可靠性,提高了解调精度,又节约了大量资源,简化了系统结构。     

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.     

导航卫星有效载荷非理想特性研究

为了衡量星上有效载荷核心器件的非理想特性对导航信号性能的影响,将相关损耗、鉴别器曲线过零点偏移和鉴别器曲线斜率失真作为评估指标,通过仿真评估了理想导航信号通过滤波器和高功放之后的信号质量,分析了信号的码跟踪精度和载波跟踪精度.仿真结果表明:同一滤波器对不同调制方式的信号有着不同的影响;高功放带来的过零点偏移的影响比滤波器小4个数量级,但是会带来明显的带外功率损耗.     

AIS盲分离接收机的FPGA实现及系统验证

针对卫星平台接收多个AIS小区内船舶发射的同频信号时存在互相冲突无法解调的问题,基于FPGA设计了一个多天线盲分离接收机,在FPGA上设计了实时的盲分离系统和AIS信号处理模块来对多小区混合信号进行分离和解调.模块包括AIS信号处理模块和高精度的数据白化模块,以及基于Fast ICA算法的实时权值矩阵迭代求解模块.采用CORDIC IP核与浮点运算IP核提高白化精度,保证算法分离效果.实际系统测试表明:设计的接收机可以成功分离并正确解调由两路AIS发射机同时发射的AIS信号,通过对比分离信号和发射信号的鉴频波形,验证了分离的正确性.所设计的系统也可应用于雷达、声纳等可能存在同频干扰的实时信号处理系统.     

微型光纤加速度计系统研究

光纤加速度计作为新型光纤传感器的一种,在高精度测量领域中有着不可替代的作用.实现光纤加速度计信号的解调,对于进一步提高传感器测量精度以及实用化都有着重要的意义.光源调频相位生成载波技术(PGC)常用于干涉型光纤传感器的信号解调,为了实现整个光纤传感系统的小型化,提高数据处理速度和解调精度,设计制作了应用于盘式光纤加速度计数字解调系统,系统以DSP和FPGA数字系统作为解调硬件电路的核心,实现对微型盘式光纤Michelson干涉仪相位信号检测.实验结果表明,微型盘式光纤加速度测量系统对微小振动信号检测有着很高的灵敏度,是高精度测量领域中的一个重要研究方向.     

基于改进码环鉴别器的航天器间多径抑制方法

针对现有多径抑制方法在航天器间测距系统短时延多径场景下性能下降的问题,提出了一种基于改进码环鉴别器的多径抑制方法.通过对短时延多径情况下的超前、滞后和对准相关器进行分析,定义了一种改进的对准支路.所设计的鉴别器通过比较改进的对准支路相关值和滞后支路相关值,保证了当本地估计码相位与直达信号码相位同步时鉴别器输出为零,克服了传统鉴别器过零点偏移的缺陷.通过理论分析和仿真,证实改进的码环鉴别器的短时延多径抑制性能优于现有的多径抑制方法的,提高了航天器间测距场景下接收机的测距精度.     

数字化DPSK调制解调器的研究

现代通信系统要求通信距离远、通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。讨论和仿真实现了基于FPGA的数字化DPSK制解调系统。用Altera公司的FPGA开发平QuartusⅡ3．0实现了一个对基带信号的DPSK调制解调系统模型的仿真。     

基于PC机RS-232串口的无线数字传输组网系统

本文描述了一种基于RS-232的局域数据组网无线通信系统.其基本设计思想是运用计算机串口,结合单片机进行一次数字编(解)码、调制(解调)并利用专用IC完成二次高频调制、解调,从而实现无线数据收发传输.在高频无线传输时利用频分实现全双工通信,并利用自定义相关协议VB编程实现局域组网.该系统可运用于低速率、有线困难、远程计算机等通信网络中、便于移动和随时随地接入,如分布集散工控管理系统、交通指挥收费系统等.