基于COTS SoC的星载微型GNSS接收机硬件设计

卫星平台的小型化使小卫星、纳卫星及皮卫星等微小卫星成为研究热点。针对微小卫星对星载导航接收机小型化、低功耗、低成本等要求,提出一种基于COTS (Commercial off-the-shelf)组件和SoC技术构建星载微型导航接收机的硬件设计方法。该设计包括射频模块,基带处理模块、时钟模块和电源管理模块。实测表明,该导航接收机原理样机重约45g,尺寸100mm×60mm,功耗约3W,兼容处理GPS L1/L2、BD2 B1/B2信号,可完成双模、双频、双模双频等多种模式的配置,符合微小卫星对导航接收机提出的技术要求,为微小卫星等空间飞行器的卫星导航提供了新的思路。     

异常环境下GNSS接收机性能测试平台开发

为了验证全球导航卫星系统(GNSS)接收机在电离层异常环境下的性能是否满足相应的技术规范要求,文章设计开发了GNSS接收机性能测试平台;该平台主要由信号仿真器、轨迹发生器、误差仿真模块、待测接收机以及性能测试模块组成,可以仿真不同电离层环境下的卫星信号,从而测定接收机在不同环境下的性能;详细介绍了误差仿真模块与测试模块的设计方案,并利用信号仿真器与接收机进行测试验证,证明了该平台的有效性。     

卫星信号模拟器CBOC中频信号设计与实现

GNSS卫星信号模拟器对于GNSS系统及用户接收机的研究和设计起着非常重要的作用。本文主要研究针对Galileo系统E1频点CBOC中频信号的产生方法及数字处理技术,在基于PCIE+DSP+FPGA+DAC架构的中频板卡上完成了与PC上位机通信、波形控制参数计算和更新、副载波生成、基带信号调制以及模拟中频信号的产生;最后给出了频谱、相关峰、定位误差等测量结果,验证了信号的质量和正确性。     

北斗反射信号软件接收机的设计与实现

通过对GNSS(global navigation satellite system)反射信号软件接收机和硬件接收机进行对比分析,提出北斗反射信号软件接收机的结构及模块,包括接收直射和反射信号的天线、四通道射频前端、采样量化变换器和数据处理工作站。设计实现北斗导航卫星反射信号处理软件的实现方法及软件整体流程,给出捕获及跟踪两大主要模块的详细流程及处理方法。进行海面测高的岸基实验,通过与实际海面高度的对比验证了软件接收机系统的实用性。     

高动态GPS接收机的设计与仿真

与一般环境下卫星定位信号的接收相比,高动态环境下GPS信号产生较大的多普勒频移,产生较大的定位误差,因而对卫星定位信号接收机提出了较高要求:一是要更可靠地捕获卫星定位信号;二是接收机要具有低功耗、小型化、通用性的特点.针对上述要求,提出了采用FPGA的GPS接收机方案,给出了系统的总体设计以及各个主要模块的设计与仿真过程;并根据设计平台,进行了相关实验.实验结果表明,所设计的高动态GPS接收机能够很好地捕捉到卫星信号.系统具有体积小、灵活性强、易升级扩展等特点,在高端民用领域和相关军事领域都具有广阔的应用前景.     

基于GNU Radio的ADS-B信号收发系统设计

针对高集成度ADS-B系统不易开展创新性研究的问题,基于软件无线电设计了一套ADS-B信号收发系统。首先以可修改形式实现ADS-B报文编码、基带信号生成、前导脉冲检测、信号解调以及ADS-B信息解码等自定义GNU Radio模块的编写;然后创建ADS-B发射机和接收机流图,驱动硬件外设HackRF实现ADS-B信号的发射与接收;最后通过实验对各模块功能及数据接口进行测试。实验结果表明,该系统设计方案可行,ADS-B信号格式及报文广播速率符合Do-260B标准,且ADS-B接收机接收灵敏度为-68dBm,信号检测率达89%。     

多路测量信号的扩频通信同步系统研究

本文对多路测量信号的扩频通信系统进行了研究,重点分析了接收机同步系统中的捕捉模块和跟踪模块.利用捕捉电路实现粗同步后,再通过跟踪电路使相位完全同步以便于系统解扩恢复原信号.利用FPGA设计了多路测量信号扩频通信的同步系统,并对电路系统进行仿真,其结果满足系统要求.     

基于PCIe总线的卫星导航信号传输系统设计

为了满足高精度软件接收机对卫星导航中频信号传输系统的新要求,设计了一种基于PCIe总线的传输系统.该系统以Virtex-5 FPGA为核心控制器件,以DMA方式通过4通道PCIe接口传输导航卫星数据.详细介绍传输系统AD模块、DMA控制模块、中断模块等核心模块的FPGA实现方法.经过测试与验证,系统读写速率分别达到了800 MB/s和650 MB/s,可以满足不同层次导航软件接收机对原始导航数据的需求.     

GNSS脆弱性环境仿真系统设计

设计了一种GNSS脆弱性环境仿真系统,该系统提供包括GNSS信号传输全链路干扰(GNSS电磁干扰、大气电磁环境、空间链路故障)的综合仿真。该系统主要由空间系统故障模拟器、欺骗/阻塞干扰器、信号模拟器、软件接收机及相应大气模型软件组成。该系统可实现GNSS系统不同脆弱性干扰场景下的仿真测试,产生干扰射频信号输出。介绍了系统主要模块的设计方案,并利用相应模块进行实验分析与效果显示,实验证明了各模块的有效性,系统方案的可行性。     

GPS L1信号的中频数据采集系统设计

基于GPS软件接收机对前端模块的设计要求,介绍了一种SiGe公司生产的GPS射频前端ICSE4150L在射频模块设计中的典型应用.前端IC输出的信号通过通用串行总线USB模块后,数据被传输到上位机PC中进行数据处理,实现了GPS L1信号的中频数据采集系统的设计.SE4150L双天线的设计有利于适合不同应用环境的需求,...     

GPS/Galileo双模接收机定位精度分析与仿真测试研究

多模卫星导航接收机比单一的卫星导航接收机在可用性和DOP值都有极大改善,但同时双系统之间的互干扰使接收信号的信噪比降低。本文对多模接收机定位精度的改善程度进行了定量分析,并进行了仿真测试验证,研究结果表明:相比单一导航模式,GPS/Galileo双模组合会造成期望信号的载噪比下降,测距误差增大,但它与DOP值的改善定位精度相比影响很小,因此,多模式工作方式下导航接收机的定位精度会有很大提高。     

场强定向通信系统接收机的硬件平台设计

本文主要研究基于场强定向通信系统接收机。该接收机由两大部分组成：硬件平台实现和软件算法设计。本文主要阐述的是硬件平台的设计。主要包括：定向天线与前端电路、锁相环频率合成器、中频处理模块、GMSK调制解调模块、方向指示模块、主微控制器等6个模块的设计。硬件平台是实现该接收机的基础,它保证软件算法能够合理实现。     

基于FPGA的中频数字接收机设计与实现

介绍一种基于FPGA的中频数字接收机的设计与实现,给出系统实现的总体方案,并阐述各部分硬件电路的设计。重点对FPGA内部各主要功能模块做详细阐述,对各个模块的设计方法以及实现过程进行细致描述,给出各模块的具体实现的顶层文件,并对系统功能扩展做简要说明。     

AVR单片机在LED遥控照明中的应用

基于AVR单片机设计了一种LED遥控照明系统,给出了红外接收模块和LED驱动模块的设计方法,以及软件程序流程。经测试,该方案可行,具有一定的应用价值。     

基于ARM及无线传感器的轿车胎压监测系统的设计

介绍了轮胎压力监测系统的硬件及软件设计方法,阐述了基于英飞凌SP30传感器和TDK5100F射频发射芯片的轮胎监测模块设计方案和基于EasyARM1138和TDA5210射频接收芯片的中央主机接收模块的设计方案,实现了根据不同的异常情况发出相应的声、光报警,直至轮胎压力和温度恢复正常,并优化数据处理算法减小系统功耗,延长使用寿命,对胎压监测系统的普及和性能优化有重要意义.     

双模高灵敏度辅助卫星导航关键技术

基于定位技术(LBS)业务的增长,使得高灵敏度卫星导航技术逐渐成为热点.分析了辅助卫星导航(Assisted-GNSS)技术,提出了辅助导航定位的解决方案,介绍了Galileo/GPS双模高灵敏度接收机设计的一些关键技术.     

多传感节点生理信息检测系统设计

本设计主要对人体体温、心率和血氧值进行提取分析,对系统组成中的电源模块、光源驱动模块和光电接收模块、红外温度模块、心电信号提取模块和无线传输模块进行了硬件设计.采用过采样技术对心电信号进行提取,提高了信号的稳定性和连续性.实验结果表明,该设计电路结构简单,稳定性好,测量精度高,功耗低,能够满足日常监测要求.     

基于FPGA的数字下变频器设计

本文设计和实现了基于FPGA的数字下变频器DDC,用于宽带数字中频软件无线电接收机中。采用自上向下的模块化设计方法,将DDC的功能划分为基本单元,实现这些功能模块并组成模块库。在具体应用时,优化配置各个模块来满足具体无线通信系统性能的要求。这样做比传统ASIC数字下变频器具有更好地可编程性和灵活性,从而满足不同的工程设计需求。     

基于FPGA的数字下变频器设计

设计和实现了基于FPGA的可编程数字下变频器（DDC）,用于宽带数字中频软件无线电接收机中,主要完成了数字下变频、数据抽取等功能。采用自顶向下的模块化设计方法,将整个下变频器划分为基本单元,实现这些功能模块并组成模块库。在具体应用时,优化配置各个模块来满足具体无线通信系统性能的要求。