基于LVDS技术的高速数据传输系统设计

串行传输技术具有更高的传输速率和更低的设计成本,被广泛应用于高速通信领域;研究了一种基于FPGA的LVDS高速数据传输系统方案,该方案以Altera FPGA芯片为核心,通过其LVDS I/O口稳定可靠地完成数据传输,系统采用Verilog语言完成8B/10B编解码、时钟数据恢复、CRC校验、字节边界调整、误码率测试模块等;通过实验表明,该方案既满足了长距离和高速数据传输的要求,又降低了系统成本。     

E-Band通信系统中高速RS编译码设计与验证

针对E-Band通信系统中高速数据传输对纠错码的要求,设计了并行高速RS编译码器。通过DAA算法优化脉动阵列编码器结构,采用共用DCME算法中的解关键方程方案减少加法器等单元数目,优化后的译码时延只有传统ME算法的20%。仿真结果表明,优化后的RS(255,239)编译码方案具有实现简单、复杂度低、纠错性能优异等特点,满足系统高速率性能需求。     

OFDM系统中突发模式下的同步及信道估计技术

分析了突发模式的通信体制特点,对采用OFDM技术的高速数据传输系统进行了设计,建立了系统基带发射模型和基带接收模型,重点研究了其中的两项关键技术:同步和信道估计,提出了能够满足突发系统要求的实现算法,并分别通过仿真验证了可行性;最后,在AWGN信道和衰落信道条件下,对运行上述算法的系统进行了综合仿真,给出了系统的误码率性能。     

RocketIO的高速串行通道设计与验证

介绍Xilinx公司的Virtex-4 FX系列FPGA中用于解决高速串行互连问题的Rocket IO模块的基本工作原理,并通过开发板验证了该模块在高速数据传输中的可靠性。实验结果表明：该模块的数据传输速率达到3Gb／s,数据传输的误码率在10^-10数量级,传输距离达100cm,可以满足大量数据的实时传输的需要,具有很好的工程应用前景。     

基于Hyperlynx的高速数据传输板SI研究

电子设计领域的快速发展,使得由集成电路构成的电子系统速度越来越高,PCB板的信号完整性问题已经成为高速电子系统设计能否成功的关键。本文介绍了信号完整性仿真的流程,并利用集成电路的IBIS等仿真模型以及Hyperlynx仿真工具等,对高速数据传输板的时钟和数据等关键信号进行了详细的信号完整性后仿真分析,验证了该高速数据传输板PCB布线设计的正确性。在工程应用中,该高速数据传输板运行稳定可靠,满足设计要求。     

双通道高速数据采集处理平台的设计与实现

为满足数字式测向接收机对高速数据采集和处理的需求,研制了高速数据采集处理平台,该平台基于ADC12D1800RF模数转换器实现了两路1.35 GHz中频信号的带通采样,以Xilinx公司V7系列FPGA为数据处理器,采用高速DDR3作为存储设备解决了海量数据存储问题,并通过高速串行接口(GTX/SRIO)实现了大容量数据的实时传输;该平台的测试结果为:1.8 GHz采样率时有效位数大于8bit,DDR3存储器的工作主频可达1333MHz,GTX接口在10Gbps速率下工作时,其误码率小于10-9,上述测试结果表明该平台可以高速、准确地实现信号采集、数据传输、存储和处理,达到了预期设计目标。     

基于JTIDS的高速数据传输技术研究

首先介绍了JTIDS(联合战术信息分布系统)的各部分就技术体制,并对JTIDS packed-4消息封装格式的系统的传输特性进行了分析和仿真.在不改变JTIDS packed-4基本型系统时隙长度、波形结构、频谱特性和发射脉冲结构的前提下,改变时隙内的脉冲分配,采用RS-Turbo码代替原系统中的组合RS码和软扩频来实现数据传输速率的提高,达到1Mbps以上,并满足与原系统的兼容,使JTIDS终端在时隙内可接收高速脉冲,也可接收原脉冲.在高斯白噪声环境下对改进后的系统进行了仿真,给出误码率曲线图.     

基于STK的侦察平台-卫星通信链路建模仿真

为研究侦察平台高速运动、姿态变化剧烈条件下卫星-空中侦察平台通信链路的连通性和误码率性能,在理论分析信道模型、天线模型和信号调制方式的基础上,提出利用STK进行仿真分析的方法.通过对平台轨迹和发射机/接收机的建模,建立精确的仿真场景并进行仿真分析.仿真结果表明,利用上述建模仿真方法,可以实时得到精确的平台-卫星链路连通时间、链路误码率等重要链路性能数据,并较大程度提高了卫星-平台链路的精度,为空中侦察平台-卫星通信链路的设计提供了重要的参考依据.     

一种新型瓦斯气体无线监测系统的设计

设计了一种新型瓦斯气体无线监测系统;基于ARM微处理器进行单光源双滤光片交替斩波控制和光电传感采样,基于GSM无线数据传输模块和RS485接口总线技术实现监测数据的远程无线传输以及与上位机的高速连接;软件设计中选用了EOS uC/OS-II操作系统并基于Keil C编程实现了监测程序;实验表明,系统的平均监测精度均在95%以上,无线数据传输平均响应时间小于3s,能够很好地满足瓦斯气体的高精度快速远程监控需求。     

基于FPGA的高速数据传输系统设计与实现

为了满足国家重点专项“量子科学实验卫星”中“量子存储板”高速串行数据传输的测试要求,提出了一种以Nios II嵌入式处理器为控制核心,TLK2711、RS422、USB2.0和千兆以太网为传输接口的高速数据传输解决方案;系统采用TLK2711完成高速数据的串并转换,采用RS422完成命令和控制信号的传输,实现与“量子存储板”的高速数据传输;利用Xilinx公司Zynq-7000芯片独有的ARM+FPGA架构实现千兆以太网完成数据的高速传输,利用EXAR公司XR21V1414 USB转串口芯片实现命令、遥测等数据的传输;采用Labview编写上位机控制整个系统的运行,实现命令发送、指令解析、运行状态显示、数据帧产生、高速数据传输、解析和存储等功能;实测结果表明,此系统数据传输速率高达600 Mbps,满足高速串行数据传输的要求,且具有稳定性高、可靠性好等优点。     

基于PCI9656的高速实时采集存储系统

设计了一种基于PCI-X总线的高速数据采集存储系统。该系统采用PCI9656作为桥接芯片,基于PCI/PCI-X总线实现数据高速传输,采用IA构架服务器以及SCSI硬盘组成的RAID0磁盘阵列保证高速实时存储,用可编程逻辑器件完成数据采集和传输的时序控制。该系统已成功应用于某雷达系统的回波信号实时采集存储,最终实现了在100MSPS采样速率、10bit量化精度指标下,对雷达回波信号的连续全时段采集和存储,且信号失真度小于0.2%,可以满足对信号的高速采集、实时存储的需求。     

超宽带OFDM系统中比特与功率分配算法研究

针对超宽带信道的频率选择性衰落问题,文章采用基于比特与功率分配算法的抗衰落方法,在总传输功率和误比特率（BER）满足要求的情况下,使得系统的传输速率达到最大。仿真结果表明,引入比特与功率分配算法可以提高系统的传输性能。     

纠错编译码技术在JTIDS中的应用

JTIDS系统是16号数据链系统的通信部件,将指挥控制系统、计算机及各种数据终端组成有机的无缝网络系统,实现作战信息资源共享,为保证数据信息安全可靠的进行交换,其消息传输格式采用了RS纠错编译码、CRC检错编码及交织编码等纠错编码技术.通过分析JTIDS中的RS编译纠错码原理,利用Matlab 6.5,在AWGN信道模式下,以MSK为调制方式,对JTIDS的固定消息格式在RS码和交织编码等纠错编码技术中的信号比特差错概率进行了仿真分析.分析表明利用RS码和交织编码等技术,在纠错范围内比特差错概率较不用纠错编码技术时有着明显的改善,即数据信息传输的安全性可靠性更高.     

基于机器学习方法的高速信道建模研究

随着高速信道的传输速率变快,传输长度变长,结构复杂度变高,对信道进行建模也变得复杂与艰难.将目前比较火热的机器学习方法与高速信道结合起来,提出了一个新颖的方法.利用采集的大量模拟数据,采用深度神经网络DN N与循环神经网络RN N对信道建模,模型一旦训练成功,就可以通过该仿真模型预测输出信号的眼图,快速精准地对信号完整性进行评估和分析.另外,在高速信道中,信号的严重干扰和衰减问题会限制传输距离和传输速率,给测试和信息采集带来困难.为了恢复理想信号,高速串行链路通常包含复杂的均衡摸块,采用最小均方算法LMS可以有效地消除干扰,减小误码率,提高传输速率.     

具有高速远程通信功能的工业ERT系统设计

针对多相流远距离可视化测试问题,提出一种具有高速远程通信功能的工业电阻层析成像（ ERT）系统。该系统采用现场单元和主控单元异地光纤高速通信方案,通过光纤收发电路与高速传输协议逻辑设计,实现系统高速远程通信功能。通过现场单元串行采集方案电路设计,使系统结构更加紧凑、可靠性更高。通过现场可编程门阵列（ FPGA）数字化信号处理和异步缓存逻辑设计,使系统远程数据采集更为精确完整。通过测试实验和图像重建,验证所建立系统的性能,系统光纤传输线速率达625 Mbps,误码率低于10－12,测量重复性和成像速率指标满足工业应用需求,系统具备远程可视化测量能力。     

面向HPC互连网络的低延迟前向纠错编码研究与实现

当前主流高性能互连网络的端口速率已达到100~400 Gbps,其单通道速率已达到25~50 Gbps。在这种高速率的网络上传输数据,前向纠错编码是提高其可靠性的必要技术。以太网国际规范IEEE 802.3采用的前向纠错编码为RS(528,514)和RS(544,514),但是这2种码型难以满足高性能互连网络在低延迟方面的性能需求。首先,分析了RS的编码和译码结构,并定量研究了RS码型参数与编解码延迟之间的关系。接着,提出了一种面向当前高性能互连网络的新型低延迟编码—RS(271,257),并比较了该码型在占用带宽和纠错能力等方面的优缺点。最后,实现了基于RS(271,257)的低延迟网络编码子层,并对其进行了资源消耗评估和延迟性能模拟。综合考虑资源消耗、纠错能力和延迟性能3方面因素,RS(271,257)是一种理想的低延迟前向纠错码型,可满足当前面向HPC的低延迟高性能互连网络的编码子层的设计需求。     

静止轨道风云四号气象卫星模拟器研究

为满足气象卫星地面系统工程研制和应用过程中的卫星模拟仿真需求,分析了新一代静止轨道气象卫星的功能特点和仿真需求,采用模块化集成原则设计了一种气象卫星模拟器技术架构,实现卫星平台、有效载荷和星地接口的综合模拟。研究了遥测遥控、高速数传、姿轨控和数据管理等卫星功能的模拟方法,实现卫星平台系统核心功能和接口模拟,讨论了有效载荷的功能模拟与载荷数据仿真方法,模拟仪器工作模式,并行实时输出载荷仿真数据。根据风云四号气象卫星星地系统特点,研究了系统评估方法和联试方法,从功能完整性、设计指标符合性、系统可用性等方面对系统效益进行评价。综合评估结果表明,该系统能够达到设计和应用要求。     

一种适用于流余通信系统的网格编码调制技术

流星余迹通信信道具有短时突发传输的特点,为了在有限的传输时间内尽可能多的传输有用信息,达到提高传输速率及改善系统可通量的目的,提出了一种适用于流余通信系统的网格编码调制（TCM）技术;将8PSK恒包络调制方式与TCM相结合以充分利用系统的发射功率;为了降低TCM算法的误码率,将传统TCM中的卷积编码替换为Turbo码,形成了TTCM-8PSK算法;通过选取性能优异的交织参数与码长进一步改善误码性能;在译码时对迭代的外部信息和分支转移概率进行加权处理,降低算法的复杂度;仿真结果表明：与常用的RS编码及BPSK/QPSK调制方式相比,TTCM-8PSK算法不仅使流余通信系统的可通量得到了提升,而且提高了传输可靠性,为下一代流余通信系统研制提供了理论基础。     

基于FPGA的机载电力线载波通信调制解调模块设计

面向复杂机载环境下大量电子设备控制信号和数据信息的传输需求,研究基于机载电力线的载波通信方案和设计实现方法,进行原理开发验证和应用测试;论文研究基于FPGA的机载电力线载波通信系统中调制解调模块设计方法,设计的2FSK调制解调模块包含调制电路、解调电路和控制电路三个部分,给出了每个部分内部具体子模块的设计原理和实现方法,并针对子模块功能分别进行了仿真和实验验证,最终结合所开发的电力线载波通信系统进行通信性能测试,结果表明了本文设计的调制解调模块的正确性,在通信波特率115.2kbps情况下,可实现通信误码率低于10-5。     

C2级列控中心仿真测试平台设计与应用

高铁地面设备列控中心系统在投入使用之前,厂家需要对其进行完备的室内仿真测试,但完全采用人工测试的方法存在很多弊端,测试质量难以保证且效率低下。基于多年的工程测试数据,使用常用的决策树CART算法建立测试案例预测模型,并运用了Robot Framework自动测试框架。在分析列控中心系统各功能点测试需求的基础上,提出了一种列控中心仿真测试平台的设计方法,阐述了主要架构及可实现的功能。实际车站测试结果表明该测试平台的实现能够有效减少人为失误,提高测试效率,有较高的工程应用价值。