基于并串转换的多通道高速伪随机序列发生器

研制了一款通用的多通道高速伪随机序列发生器.该发生器基于FPGA利用并串转换和时钟树技术实现,包含4个并行的通道,跳变速率智能可调,且伪随机序列有多种选择,可以为m序列、伯努利序列等等.同时对高速信号进行了信号完整性仿真,经测试,设计的高速伪随机序列发生器生成的伪随机序列波形和仿真结果相吻合,正负取值的幅度误差小于100 bmV,最小脉冲宽度为0.5 ns,跳变速率可达2 Gbps.该伪随机序列发生器可作为混频信号用于调制宽带转换器系统中,也可用于通信、雷达、超声波测距等领域.     

基于TDS-OFDM技术的中压电力线数字视频传输实验

文章介绍了使用地面数字多媒体广播DMB-T系统在10 kV中压电缆上成功进行双向(频分复用)数字视频传输实验的情况。时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)调制技术作为DMB-T的核心技术,被中国数字地面电视广播标准所采用,实验证实了该技术应用于电力线通信的可行性。TDS-OFDM使用伪随机序列作为保护间隔或者帧头,同时满足同步和信道估计的需要,避免了在OFDM符号中使用训练符号或者导频信号所带来的开销,提供了更高的频谱效率。     

基于FPGA的高速伪随机序列发生器设计

随着现代通信系统处理的最大数据速率的不断提高,需要高速的伪随机测试信号发生器。通过对m序列生成原理的研究,提出了一种基于FPGA的高速伪随机序列产生的方法。该方法基于m序列的采样定理和移位相加性,并行产生多组初始相位不同的m序列,最后通过模2加法器获得高速的m序列。从m序列的基本原理出发,给出了实现该高速m序列发生器的硬件设计,并用ModelSim软件对其进行仿真。实验结果表明,使用该方法实现的伪随机序列发生器,结构简单、速度快。     

基于跳频通信技术的建筑内无线网络节点设计

以建筑内无线信息传输为对象,采用跳频通信技术,并结合伪随机序列技术、同步技术,设计了跳频无线网络节点,实现了信息在建筑内同步稳定传输的功能.阐述了频率的跳变方法及抗强干扰原理,并对系统软硬件设计进行了介绍.该方法在很大程度上解决了信号的快衰落和多径延时部题,具有良好的可靠性.     

基于System Generator的宽带电力线脉冲噪声实现方法

随机脉冲噪声是影响用电信息采集系统中宽带电力线载波(BPLC)通信的关键因素。目前的评估测试技术中缺乏标准化的宽带电力线噪声建模和实现方法。研究了经典的Middleton Class-A脉冲噪声模型,分析了二项分布逼近泊松分布的条件,从伯努利实验模型出发,依据Middleton Class-A模型的脉冲指数设定满周期线性同余法生成伪随机序列的阈值,通过判定阈值以获取特定强度的泊松序列。该序列在加权因子部分进行数值运算,得到特定状态的噪声方差,利用乘法器与高斯白噪声序列相乘。所提Class-A脉冲噪声的System Generator模块化设计方法能够实现快速的算法验证,通过对比现场可编程门阵列(FPGA)输出与理论随机脉冲噪声的统计特性,证明了该实现方法的有效性与准确性。     

LTE低复杂度子帧同步及在扫频仪中的应用

3Gpp长期演进(long term evolution,LTE)技术中主同步信号是一组复小数序列,这使得子帧同步的运算量非常大.介绍了主同步信号的构成,分析了同步信道滤波器对子帧同步性能的影响.提出了通过量化近似本地主同步信号以减少LTE子帧同步运算量的方法,并在AWGN(additive white guassian noise)和LTE标准中的EVA(extended vehicular a model)多径信道环境下对此方法进行了仿真.仿真表明量化本地主同步信号不会影响小区主同步码号的识别,对FFT窗定时检测性能影响也非常小.通过运算复杂度分析,当把本地主同步信号量化为2bit后,该方法所需乘法和加法次数较量化本地主同步信号前分别降低约98.8％和70.3％.在不同信噪比和载波频偏环境下的仿真结果表明该低复杂度子帧同步方案可应用于信噪比大于0,初始载波频偏小于4 kHz,最大多普勒频移小于100 Hz的环境中.最后在FPGA上对此低复杂度子帧同步方法进行了实现,并成功应用于TDD-LTE扫频仪中.     

用于多用户宽带电力线通信的同步信号的设计与实现

以正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)调制为基础的宽带电力线通信技术,为智能电网、智能家居以及"最后一公里"提供了高效可靠的信息传输方案,然而OFDM对同步错误极度敏感,针对此问题,采用多相序列作为主同步信号的多用户帧结构,利用一种新的多相序列族(用于用户群搜索)作为主同步信号,序列族的设计不仅要考虑每个序列都有更优良的自相关特性即更高的峰值对旁瓣峰值比,还要求有很好的互相相关特性以对抗其他用户训练序列引起的用户间干扰。多用户系统中不同用户采用不同的序列作为同步序列,这种方法对系统的复杂性没有任何影响。在作者自制的硬件平台上实现了该算法,实验和仿真结果均表明该同步设计更适用于电力线环境。     

基于双定律分析的配电网电能分项计量误差测试研究

为在消费者与电力部门之间建立一个公平公正的电能交易桥梁,该文提出了一种基于双定律分析的配电网电能分项计量误差测试研究方法。通过热能与电能转换过程,确定双定律分析策略,挖掘配电网中电能计量分项的误差形成原因;根据伪随机分项序列与测试时间间隔,分别得到稳态电能分项量值、m序列伪随机动态电能分项序列以及正交伪随机动态测试电能分项序列;根据不同伪随机动态功率测试信号,结合动态参考电能量值与累计电能量值,得到电能分项计量误差。通过检验谐波次数、电能表丢帧模式与丢帧率对测试结果的影响,实验结果表明,所提测试研究能够自如地应对谐波次数变化与电能表不同丢帧率下的各类丢帧模式,其有效性与实践价值较高。     

面积优先的CCSDS Turbo码编译码器的设计与实现

本文设计出符合CCSDS标准的Turbo编译码器,包含伪随机序列模块与帧同步模块.在实现编码器时针对标准要求,对伪随机化处理及其恢复和帧同步检测提出了解决方案;而在相应的译码器设计中,本文权衡硬件实现复杂度与处理时延等因素,优先考虑面积因素提高元件的重复利用率和降低复杂度,并阐述了其实现过程.最后基于Verilog HDL设计出RTL级14位固点数据的Turbo编译码器以及仿真验证平台,与用MATLAB语言设计的相同指标的浮点数据译码器进行性能比较,得到设计验证.     

5G NR下行链路信号同步算法研究

针对5G移动通信物理层调制质量测试需求,研究了适用于信号分析仪的5G NR下行链路信号两种同步方法。第1种同步方法为是基于同步广播块的同步方法,该方法通过对同步广播块进行主同步信号、辅同步信号搜索实现同步广播块时频位置确定,然后利用同步广播块解调参考信号通过对半帧号及同步广播块索引参数进行盲检实现该同步广播块帧内序号的确定。基于同步广播块时频位置及其在帧内序号便可以实现帧起始位置的确定。第2种同步方法为利用数据信道循环前缀的同步方法,其首先利用循环前缀实现半子帧起始位置确定,然后通过盲检数据信道解调参考信号参数实现OFDM符号索引及时隙号确定。基于半子帧起始位置、OFDM符号索引及时隙号同样实现了帧起始位置的确定。最后经过采集数据验证了所提算法可有效实现5G NR下行链路信号的同步。     

基于浅海多径时延的复合码水声测距研究

针对浅海环境单发单收水声测距方法运算复杂度较高、易受水下特殊环境影响的问题,提出一种低复杂度且适用于水声多径信道的测距方法。首先将复合码作为同步测距信号应用于水声测距系统,支持快速、准确的信号同步和多径时延检测,然后提出改进加权函数的广义互相关(GCC)算法提取多径时延,最后引入匹配函数将多径时延与传播路径正确匹配,并结合双曲线、三角形等几何方法计算收发端之间的距离。仿真结果表明,在多径及低信噪比(-10 dB)环境下,复合码同步捕获准确率达100%且运算复杂度较低,与相位变换-广义互相关(PHAT-GCC)算法相比,改进加权函数的GCC算法多径时延检测性能提高了将近6 dB,在此基础上,实现了单接收节点对水下目标的测距。     

基于HHT的水声通信系统研究

针对希尔伯特黄变换(HHT)能够给出非平稳信号的瞬时频率的特点,提出了HHT调制解调方式。通过RAKE接收和RS纠错编码技术相结合,建立起HHT水声通信系统;并对HHT水声通信系统进行系统仿真,通过仿真的误码率曲线分析了HHT水声通信系统的性能。最后经过湖试,试验数据表明HHT水声通信系统在实际通信环境中是稳定的、有效的,HHT应用于水声通信系统中是可行的。     

水声信号自动增益控制及幅值恢复电路设计实现

针对水声信号动态范围大、噪声干扰强的特点,研制了水声信号自动增益控制（AGC）及幅值恢复电路。电路以数控衰减技术完成对大动态范围信号的接收和处理,以功率比较和窄带带通滤波技术屏蔽和滤除噪声对系统的干扰。经水下实验结果表明,该电路具有精度高、抗干扰能力强、工作稳定等优点。     

基于MSP430的水声值更引信的设计

介绍了一种基于低功耗处理器MSP430F5438的被动声值更引信,由处理器内部AD模块实现高速采样,采用双梯度动声引信结合声压变化率的方法检测舰船辐射的声场信号,初步检测目标,检测结果送入战斗DSP确认.经实验室测试,值更引信系统检测概率90%,虚警概率10%,均达到设计指标.由于编程实现了低功耗模式,系统功耗低于30...     

基于空时编码的水声MIMO通信系统的应用研究

由于水声信道存在严重的频率选择性衰落和多径干扰,使得水声通信系统的数据率和传输信号的信噪比受到极大的限制。为此,提出了一种基于空时分组编码（STBC）的水声多输入-多输出（MIMO）通信编码方案,即＂空时分组扩频编码方案（space time block spread code）＂,该方案应用扩频技术有效地克服了水声信道中多径干扰对STBC正交性的影响。给出了采用频移键控和差分相移键控调制的STBSC-MIMO实现方案,对方案的误比特率性能进行了仿真分析。仿真和试验结果表明,在多径水声信道中,STBSC-MIMO方案可以得到有效的应用。     

水下声呐探测系统的博弈对抗模型研究

针对水下目标探测的多声传感器信息处理和协同对抗多目标对战策略,研究了声呐信号探测与协同对抗决策关联,分析了声传感信号的特点,给出了声探测信号恢复与分离的处理算法,建立在声传感信号的基础上,依据多声传感信号在水下对敌我双方探测与对抗条件,研究了多声传感信号博弈模型和协同对抗决策方法,给出了详细的推理分析和函数求解方法。通过给定的多声传感信号的处理和两组敌我协同作战的博弈分析,验证了声传感探测协同对抗决策。     

一种水声通信编码器的设计

本文介绍了一种基于低功耗单片机MSP430F1611和直接频率合成器AD9850的水声通信编码器的设计。系统可以产生稳定BPSK、2FSK、DSSS信号,并可以动态设置信号参数,界面友好,可灵活应用于各类水声通信实验。本文介绍了编码参数动态设置的硬件设计和软件实现,并对编码器的编码波形进行了测试。     

人体步态雷达信号时频分析方法研究

人体行走步态是一类重要的生物特征,通过分析连续波雷达采集的人体反射回波信号可以获取行走步态的关键特征.提出了人体行走步态特征信号模型,在构建连续波步态试验雷达的基础上,应用时频分析方法对采集的步态样本信号进行了分析,重点讨论了多分量非稳态信号的时频分析方法,对比了短时傅里叶分析、WIGNER-VILLE分布、伪平滑WV...     

水声通信系统中的Turbo编码方案研究

为了使数据在极其复杂的水声信道中可靠传输,需要采用具有很好纠错性能的纠错码来提高信息传输的可靠性。针对水声信道多径干扰强、信道衰落严重的特点,提出了基于Turbo编码的直接序列扩频水声通信编码方案,并对其在水声多径信道中的性能进行分析。数值仿真及湖试数据处理结果表明,该编码方案具有编码增益高、抗多径能力强的特点,误码性能优于不加直接序列扩频的Turbo编码方案,更适合于强多径、衰落严重的水声信道。     

无线MIMO—OFDM通信系统原理及其关键技术

MIMO-OFDM将OFDM技术与MIMO技术结合起来,在不增加带宽与功率的前提下,可以增加数据的传输数率,被视为下一代高速无线通信的核心技术。文章介绍了无线通信系统中的MIMO-OFDM技术,阐述了MIMO-OFDM系统的基本原理与特点,并就系统模型作了理论推导,详细说明了MIMO-OFDM通信系统的关键技术：编解码技术、同步技术和信道估计技术。