基于FPGA的Galileo/GPS伪卫星基带调制设计与实现

根据Galileo/GPS伪卫星综合基带子系统的功能要求, 提出一种基于FPGA的设计方案.其主要功能有产生扩频伪码、完成Galileo OS SIS ICD中L1波段、E5a波段、E5b波段及E1波段的各种信号调制方式并与单片机进行通信完成导航数据的加载及监控信息的应答.测试结果表明: 该方案完全满足系统的设计要求.     

基于FPGA的PN码捕获的设计及实现

PN码捕获技术是扩频通信的关键技术之一,针对扩频通信中长伪码序列的快速捕获问题,伪码相位大范围不确定的搜索,串行捕获需要大量的时间,这对实时性要求高的扩频接收机用户是无法忍受的,并行捕获电路结构比较复杂,实现起来有一定的难度,而且占用大量的资源。文中提出了一种基于FPGA的扩频信号快速滑动相关捕获方法,来解决低信噪比条件下长伪码序列的捕获问题。文中着重论述了该系统的FPGA实现原理,并且基于FPGA进行开发,调制出了该系统的仿真波形,达到了理想的效果,实际应用中有效地改善了系统的性能。     

一种GPS伪卫星基带设计与实现

为适应未来复杂的导航定位需求,解决卫星定位系统的易受干扰问题,可使用伪卫星扩展其使用范围。本文提出一种基于FPGA实现GPS伪卫星基带的设计方法。首先,对FPGA所实现功能模块进行设计和仿真,然后完成硬件电路设计与PCB布版。最后对GPS伪卫星基带信号进行测试验证,结果表明该设计满足相关要求,达到了预期效果。     

伪码扩频航天测控体制设计

在分析伪码扩频的可行性和工作原理的基础上，介绍了伪码扩频测控系统的构成和工作过程，设计了伪码扩频信号的调制方式、解调过程和信号的帧结构，探讨了伪码的捕获和跟踪方式。研究结果表明，伪码扩频测控体制具有抗干扰、低截获、信号隐蔽、测距精度高等优点，能够满足未来我国深空测控的需要。     

宽带扩频信号的并行结构捕获设计

针对宽带扩频信号码片速率高达180 Mcps以上,传统扩频捕获算法无法适应的技术难题,提出了一种基于并行处理结构的伪码捕获算法。详细阐述了宽带扩频信号接收机的并行结构下变频、匹配滤波和基于FFT的并行处理结构的伪码捕获算法的设计实现方法,并且对该捕获方法的性能进行了仿真,解决了宽带扩频信号捕获的硬件处理速度难题;为了满足低信噪比时的捕获要求,将IFFT输出的对应位置的时域值进行非相干累积,以改善伪码捕获算法的性能。仿真结果表明,该算法可实现宽带扩频信号的快速捕获,且有良好的抗噪声性能。     

基于AD9957的伪卫星脉冲调制技术研究

AD9957是Analog Devices公司继AD9854和AD9857之后推出的同一系列的新型直接频率合成器件,具有频率分辨率高、工作频段宽、频率转换速度快及良好的调制特性等优点。提出了一种利用AD9957实现直接上变频的全新伽利略伪卫星脉冲调制技术设计方案,给出了系统设计结构,详细介绍了系统工作原理。以伽利略E5信号为例说明了系统设计过程,对AD9957芯片在伪卫星发射机中的应用进行了研究和测试,并给出了脉冲调制的实验结果。     

基于自相关差分累积量的长码DS信号伪码周期估计

直接序列扩频（DS）信号,尤其是长码DS信号的截获一直都是电子战中的难题。文章提出的基于自相关差分累积量的方法,能够在非合作背景下对长码DS信号的伪码周期进行估计,实验结果表明,该方法能够在低信噪比条件下,对扩频调制比（信息比特持续时间和伪码周期之比）远小于1的长码DS信号的伪码周期进行有效估计。     

直序扩频系统中扩频码同步技术的研究

针对扩频通信中伪随机序列的快速捕获问题,文中提出了扩频信号快速捕获方法,来解决低信噪比条件下伪码序列的捕获问题.首先对直接扩频通信系统的基础理论做了探讨,而后重点研究了两种基带扩频信号同步捕获方案--序列相位搜索捕获法和不连续相位滑动相关法,序列相位搜索捕获法主要适用于m序列码周期较短的情况,而不连续滑动相关法则克服了...     

高动态扩频接收机中数字匹配滤波器的FPGA设计

本文介绍了一种高动态扩频数字接收机中数字匹配滤波器的原理和其基于FPGA的实现方法。改进的数字匹配滤波器的资源消耗仅为折叠匹配滤波器的一半,本文提出的方法适用于高动态环境下扩频信号的长伪码快速捕获。     

低轨卫星扩频信号分析方法

针对低轨(LEO)卫星高速运动引起的多普勒频移,分析了低轨卫星直扩通信信号的扩频参数侦察技术,提出了基于分段累积相关的伪随机(PN)序列周期估计方法及PN码字、PN码初始相位、多普勒频移三维空间搜索方法。理论推导和实践证明,该方法不需先验知识,可通过FFT实现快速计算,运算复杂度低,可对低轨卫星扩频信号参数进行有效侦测。     

Galileo E1-B/C仿真信号合成通道设计

针对Galileo信号合成中超长测距码生成以及功率控制的硬件实现难题,设计了双口RAM的重载查表式测距码生成器,同时,基于CBOC副载波特性,提出了比例因子功率控制的优化方法,并进行了仿真实验对比.结果表明:该方法设计的信号合成通道极大地节约了内存空间和硬件乘法器资源,单片FPGA内信号合成通道的集成数量扩大1倍以上,...     

Galileo卫星导航系统单频模拟软件信号源的设计

Galileo模拟信号源既可以为Galileo接收机的设计与测试提供良好的仿真环境,同时也可为Galileo系统新技术新方案的验证提供平台。本文针对Galileo E1频段信号提出了一种基于C++软件平台的中频模拟信号源设计框架。文章在给出中频信号数学模型及模拟软源的设计原理框图的基础上,进一步将设计按功能分为5部分,分别为伪随机码产生,导航电文生成,信号MBOC调制,环境和误差模拟以及信号量化部分,详细的给出前3部分设计思路与流程是本文的重点。最后通过输出信号频谱仿真结果,及捕获验证结果证明了模拟软源设计的正确性。      

Galileo接收机中E1-BOC信号的捕获技术研究

在基于对Galileo系统中BOC信号的基本特性分析以及基于E1信号的信号模型建立的基础上,对目前流行的几种捕获算法进行了介绍,并提出了一种基于能量搜索的两路相干的对Galileo E1-BOC信号的捕获算法,并对其进行了仿真。仿真结果表明,该方法不仅具有更好的灵敏度指标,而且也能减小其频率搜索数目。     

高性能维特比在卫星导航接收机中FPGA实现

卫星定位接收机中卷积码译码即维特比译码器,在处理器中面临占有资源较多、处理时间过长等问题,为了减少处理器资源的占用和提高处理速度,采用并行加比选蝶形单元的的方法,在FPGA平台上用硬件描述语言设计一种高性能维特比译码器,作为GPSL2频点和GALILEOE1频点接收机的通用译码器,在GPS和GALILEO接收机上运用,大大减少资源使用,提高接收机的处理速度。     

基于Cyclone FPGA实现的4×2.048 Mb/s HDB3编解码系统

首先介绍了HDB3编解码的原理和方法,提出了一种基于FPGA实现的4路E1信号HDB3高速编解码的方法,同时给出了编解码单元硬件加速的实现原理,具有电路简单、可靠、性价比高等优点,可完成NRZ码到HDB3码和HDB3码到NRZ码的转换,满足宽带数据传输的要求。基于Altera Cyclone可编程逻辑器件,采用VHDL语言完成了4×2.048 Mb/s HDB3编解码单元,硬件仿真结果表明,设计能够满足G.703规范对HDB3编解码的要求。     

面向DVB-S2标准LDPC码的高效编码结构

面向DVB-S2标准LDPC码,该文旨在实现一种基于FPGA的高效编码结构,提出一种快速流水线并向递归编码算法,可以显著提高编码数据信息吞吐率。同时,通过并向移位运算和并向异或运算的处理结构计算编码中间变量及校验位信息,在提高编码并行度的同时可有效减少存储资源的消耗。此外,针对动态自适应编码的情况优化了LDPC码编码存储结构,有效复用了数据存储单元和RAM地址发生器,进一步提高FPGA的硬件逻辑资源利用率。针对DVB-S2标准LDPC码,基于Stratix IV系列FPGA的验证结果表明,所提编码结构在系统时钟为126.17 MHz时,编码数据信息吞吐率达20 Gbps以上。     

基于FPGA的DVB-C系统编码器的设计

基于欧洲标准的数字电视通信系统,介绍了DVB-C系统硬件的实现方法,并介绍了DVB-C系统编码器的构造,提出基于FPGA的DVB-C编码器的实现方案,对其中的每个构成模块做了介绍。该设计方案符合DVB-C标准,并给出了整个编码器的仿真结果。     

北斗B1C信号及导航电文的特点分析与比较

我国北斗全球卫星导航系统工程建设已经启动,北斗互操作信号B1C的接口控制文件已经发布。本文重点对北斗B1C信号及导航电文进行介绍,并对其信号及导航电文的设计特点进行分析,同时与GPS L1C和Galileo E1OS互操作信号进行比较。分析显示,北斗B1C的信号和导航电文编排,在充分借鉴GPS L1C和Galileo E1OS信号特点的基础上,进行了优化设计。B1C信号具有与L1C信号和E1OS信号相同的中心频点和频谱结构,采用了数据导频支路、MBOC调制、分层码结构等设计方案,导航电文与GPS L1C也较为相近,实现与GPS L1C、Galileo E1OS信号的互操作。同时B1C也具有自身独有特点,如B1C导频支路采用QMBOC(6,1,4/33)调制方式、导航电文采用64进制LDPC编码,在实现互操作的基础上,也创新了自身特色。相对于北斗B1I信号,北斗B1C信号具有更好的弱信号跟踪、更短的首次定位时间等服务性能。     

基于高增益接收系统的Galileo E1信号质量评估方法研究

Galileo系统在E1频点采用Interplex调制方式播发导航信号,由于缺乏E1信号功率分配和伪码序列等先验信息,一般的研究人员只能开展有限的信号质量特性研究.针对该问题,提出一套基于高增益天线的空间信号质量评估方法,实现了E1授权信号的解析,完善了E1信号评估体系.运用相关功率法来解决信号分量功率比问题,采用跟踪结果解决相位偏差估计问题,提出加权组合平均和码相位平均相结合的新型时域波形分离方法,克服了电文和码多普勒对时域波形特性评估的影响,采用S曲线过零点偏差（S-curve offset Biases,SCB）等参数进行信号测距偏差定量评估.通过该方法对Galileo GSAT-0214卫星进行了评估,结果显示：该卫星E1各信号分量SCB小于0.2ns,测距性能优异,其复用效率达到了97.8%,优于GPS L1信号和北斗三号系统（BDS-3） B1信号.     

基于FPGA+ARM的压电换能器阻抗测量系统设计

该文研制了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和ARM的压电换能器阻抗测量仪,介绍了矢量伏安法的阻抗测量方法,从压电换能器的等效电路出发,分析了换能器阻抗测量方法。设计了基于FPGA的直接数字式频率合成(DDS)信号发生电路,阻抗测量前端和相敏检波电路。通过ARM系统实现了换能器等效参数计算和导纳圆显示。实验表明,该装置结构简单,测量精度可靠,满足工程应用。