数字示波表中的数据采集设计及插值算法

设计了一个基于CPLD的高速数据采集系统.该系统采用高速A/D转换器、双片高速FIFO芯片,实现了数字示波表中信号的不间断采样和存储,利用测频,分频技术生成FIFO的写入时钟,完成了冗余数据的滤除.并对数字示波表的波形重建技术进行了详细分析,通过仿真比较了线性插值和正弦插值算法对不同波形的恢复效果.     

基于CORDIC算法的微小卫星接收机设计及实现

针对微小卫星测控应答机的体积、重量及其功能灵活性,研究了接收机载波恢复环的实现方法.在分析已有载波恢复方法的基础上,采用正交欠采样技术,提出了一种基于CORDIC算法的全数字载波恢复环接收机结构.该结构省略了复数混频器中4个计算量非常大的乘法器和直接数字频率合成中的大查找表,大大节省了计算复杂度和硬件资源.利用Matlab系统仿真和ModelSim硬件描述语言仿真验证了方案的可行性.并在一块FPGA上综合了载波恢复环的VHDL设计代码,需要的逻辑资源仅为3.6%,最大工作频率可达226 MHz.整个设计方法可应用到其他可重构的接收机设计中.     

数字示波表中的数据采集设计及插值算法

设计了一个基于CPLD的高速数据采集系统。该系统采用高速A/D转换器、双片高速FIFO芯片,实现了数字示波表中信号的不间断采样和存储,利用测频,分频技术生成FIFO的写入时钟,完成了冗余数据的滤除。并对数字示波表的波形重建技术进行了详细分析,通过仿真比较了线性插值和正弦插值算法对不同波形的恢复效果。     

一种简单的UWB-TOA估计方法

为实现简单而高效的超宽带精确测距定位,提出了一种低复杂度UWB-TOA估计方法．利用多相滤波来实现高精度采样恢复,克服了传统方法需要采样时钟速率达几十吉赫兹、AD芯片无法实现、FPGA芯片无法接收和处理这样高速而大量采样数据的问题,为专用超宽带定位芯片的实现和市场化发展奠定了基础．理论分析和仿真实验表明,所提方案可实现短距离精确定位,误差可达厘米级,且数据处理总量及计算复杂度较相干检测的到达时间估计至少下降一个数量级．     

基于最大似然的非数据辅助频偏估计算法

基于最大似然准则的非数据辅助(NDA)频偏估计算法,可适用于前馈型结构中,能方便的应用在全数字接收机的载波同步中.利用QPSK信号对其中比较典型的L＆R、Fitz和M＆M算法进行了计算机仿真验证,仿真结果表明:M＆M算法的估计范围大,而Fitz和L＆R算法的估计性能好.并为全数字接收机的载波同步实现提供了设计依据.     

一种全数字接收机结构

提出了一种全数字接收机结构．其同步算法采用基于最大似然准则的载波相位与采样时钟相位联合估计的算法．重点讨论了采用插值调整时钟相位的方法．     

平方律定时恢复接收机设计

为了降低信号从发射机传输到接收机而产生的未知时延的影响,在接收机中需要进行定时恢复以降低误码率。设计的全数字平方律定时恢复接收机主要由内插滤波器、平方律定时误差检测、匹配滤波和定时控制单元组成,通过估计定时误差和定时较正2个步骤实现定时恢复。平方律定时误差检测器对经过匹配滤波和采样后的数据提取定时误差,定时控制单元分析误差信号,输出分数间隔和内插基点至内插滤波器,决定内插滤波器的滤波系数。该方法与传统的基于最大似然定时估计和锁相环电路的方法相比具有显著优点,可以完全采用软件实现定时恢复。以四相相移键控（QPSK）信号为例进行了仿真验证,仿真结果表明上述方法可以很好地解决定时恢复问题,较传统的科斯塔斯环解调性能优越,并可降低系统的实现成本。     

高速非归零码数据的全光时钟恢复研究

采用一种新的时钟增强方案并配合双区折射率耦合激光器实现非归零码信号的全光时钟恢复,通过数学仿真研究了此时钟恢复系统在64 Gb/s非归零码系统中的性能表现。仿真结果表明,受益于时钟增强模块的高速特性,该系统完成高速非归零码信号时钟的全光恢复能达到较好的效果。     

全数字接收机非数据辅助相位恢复算法

提出了一种适用于高速率QAM调制信号的NDA相位恢复算法，利用差分编码对该算法加以改进，以期扩展算法的处理范围。采用对QAM信号进行差分编码来获取同步信息的方法消除相位估计算法遗留的相位模糊问题，组建一套不需要数据辅助的数字解调算法结构。通过仿真说明改进后的算法有效解决了不足，为该算法应用于全数字接收机中提供了实现方案。     

基于零阶保持器的非均匀采样信号恢复方法

在模/数转换过程中由于环境等因素会造成信号采样的非均匀性。非均匀采样信号使得数字控制系统数/模转换过程出现误差,提出了将非均匀采样信号通过零阶保持器进行恢复的信号重构算法,分析并证明了重构信号的频谱保持了原连续信号的谱特征。利用PSPICE仿真软件对非均匀采样信号及通过零阶保持器的连续输出信号进行了仿真验证,实验结果验证了本文提出方法的正确性。     

新一代卫星电视标准中解调算法的研究

通过分析8PSK调制方式的载波恢复、定时恢复算法,提出了一种适用于新一代数字卫星电视
标准DVB-S2的全数字解调算法,改进了相位频率检测（PFD）算法以适合于8PSK解调。载波恢复采用频率
检测（FD）和相位频率检测相结合的结构,跟踪范围超过1倍符号率。采用Gardner TED算法进行定时恢复
。通过分析及计算机定点仿真,确定了解调系统中各环路的最优参数,并给出在AWGN信道条件下的误符号
率曲线。仿真结果表明,提出的解调结构性能接近于理论值,且在该解调系统中所采用的算法均易于硬件
实现。     

全数字接收机中的快速定时恢复问题

平方法的性能受观测时间长度的制约,并且考虑频偏时,观测时间长度对算法性能的影响变得更为复杂。针对这一特点,研究了加入卡尔曼滤波后频偏及观测时间长度对定时系统性能的影响。对二阶卡尔曼滤波的结构设计及参数设定进行了分析讨论。仿真结果表明,加入二阶卡尔曼滤波后,在较短的观测时间长度下,定时误差估计精度明显提高,从而有效地解决了平方法在计算精度和速度之间的矛盾。综合考虑算法估值精度、处理速度和计算复杂度等多方面因素,二阶卡尔曼优于一阶卡尔曼,更能适应全数字接收机快速实现定时恢复的要求。     

TC-QAM系统中的载波相位恢复方法

针对Trellis Coded QAM（TC-QAM）解调系统中载波相位恢复难、收敛速度慢等问题,提出一种全数字方式实现的载波相位恢复方法。综合应用自动频率控制（AFC）、自动增益控制（AGC）、相位/幅度跟踪、相位模糊检测等算法,在没有任何训练序列的情况下,能准确地恢复调制信号载波相位。软件仿真结果表明,该方法能快速恢复和跟踪载波相位,即使在较低的信噪比情况下,解调系统也能正常工作。     

一种高性能的全数字锁相环设计方案

针对实现参考频率和输出的频率近似相等或者近似成整数倍关系时遇到的锁相环设计方案复杂以及高性能的模拟锁相环不适宜于集成化问题,设计了主要由模数转换器、全数字式鉴相器、数字式低通滤波器和数控振荡器等构成的全数字式锁相环。主要利用模数转换器在动态量采集时具有的边沿效应从其采集的大量数据中选择出精度更高的数据用于后级的全数字式鉴相,实现了一种全数字式锁相环。实验结果表明了该方案的正确性及其具有锁定精度高和环路的本底噪声低等特性。     

基于FFT和卡尔曼滤波器的载波同步方法的研究

以QPSK信号为基础,提出一种新的全数字开环载波恢复方法.该方法用快速傅立叶变化(FFT)搜索峰值估计频偏,用卡尔曼滤波器追踪相位.其优点是复杂度低,在硬件上易于实现.仿真结果显示该方法对大频偏和低信噪比信号载波同步的实现有良好的性能.     

基于CPLD的运动控制系统硬件精插补的研究与实现

针对目前脉冲增量插补算法所得到的数控机床进给运动的精度和速度较低、而数字采样插补只适合于闭环控制系统的问题,提出一种采用高速数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)实现数据采样软件粗插补,使用大规模可编程逻辑器件(Complex Programmab1e Logic Device,CPLD)实现数据采样硬件精插补.通过对CPLD硬件插补器工作原理分析,设计了数字微分器(Digital Differential Analyzer,DDA)插补算法控制器、方式控制器、四倍频鉴向控制器等关键器件.通过波形仿真分析证明该方法可应用于步进电机开环数控系统和脉冲式全数字交流伺服系统,对于提高系统的性能指标具有一定的实用价值.     

一种适于数字音频广播系统的定时同步方案

以数字音频广播系统为背景,提出了一种新的符号定时同步方案.它首先通过能量比值检测实现粗定时,然后利用时域相位参考信号良好的自相关性通过移动相关完成细定时.与传统方案相比,它能在保证系统性能的同时,大大降低系统对缓存及控制部分的要求,并且实现简单、灵活性高,因而是一种非常有效的定时同步方案.     

基于CAN通信的电动轮椅电机控制系统设计

为实现低成本高性能的电动轮椅车,开发了以FREESCALE 8位微处理器MC9S08DZ128为核心的电动轮椅电机控制器。系统采用基于CAN通信的全新架构,提高了系统的灵活性和可扩展性。结合轮椅的运行要求,设计了以电压反馈为主,带电流补偿以及过电流截止保护的双电机协调控制方案。轮椅样机运行试验证明,系统运行实验性能良好,达到了预期设计目标。     

基于E1Gamal型有消息恢复的数字签名方案

针对E1Gamal签名方案不允许消息恢复的问题,在分析E1Gamal数字签名方案的基础上,提出一种新的带有消息恢复功能的数字签名方案,并对消息恢复的方法加以探讨,给出新的优化恢复消息方法。该方案的安全性同ElGamal签名方案一样是基于有限域上离散对数的难解性。分析表明,该方案的安全性要高于原方案的安全性。