基于DSP和FPGA的水声定位系统主控机设计

数字信号处理系统是水声学定位系统的核心,本系统采用DSP结合FPGA进行了水声定位系统主控机的设计,给出了硬件框图,介绍了主要组成模块的功能,完成了存储器接口设计、网络接口设计、FPGA逻辑接口设计等设计。调试以及实验结果表明,本硬件系统能够完成合作目标的信号检测与时延估计,满足了水声定位系统的要求。     

阵列信号DOA估计MUSIC算法的DSP实现

阐述了阵列信号处理中广泛采用的用于来波方向(DOA)估计的多信号分类(MUSIC)算法原理及基于信息论准则的信源数目判别方法;介绍了数字信号处理器(DSP)ADSP21160的性能特点,给出了基于该DSP实现该测向算法的数字信号处理模块硬件系统组成框图及系统各部分功能;重点介绍了基于ADSP21160的系统初始化设置及采用MUSIC算法实现DOA估计的程序设计方法与过程,并给出该软件实现的程序流程.     

基于DSP-FPGA的通用数字信号处理模块的设计

充分利用现代大规模集成电路和雷达数字信号处理技术,结合FPGA和DSP芯片的特点,详细介绍了运用多个DSP和FPGA来构成通用数字信号处理模块的一种设计方法。运用该模块构建的机载雷达信号处理系统具有架构灵活、可编程性好、可扩展性强及可靠性高等特点。     

基于DSP和FPGA的电视跟踪系统设计

介绍了一种以DSP(数字信号处理器)为核心处理芯片的数字式电视跟踪系统的设计。DSP主要实现视频图像的采集、预处理、二值化、目标识别、跟踪、预估等任务;而FPGA(现场可编程门阵列)主要实现实时的视频信息叠加和一些控制功能。在介绍系统硬件设计的基础上,分析了软件的任务模块和其实现方法,以及FPGA的主要功能。实验证明,本系统的性能高、扩展性强。     

一种基于FPGA+DSP高速系统的故障诊断研究

基于FPGA+DSP的硬件平台广泛应用于通信、雷达及图像等领域的高速数字信号处理系统,其工作的稳定性极为重要.针对一种基于FPGA+DSP的高速数字信号处理系统在实际应用中出现的偶发性故障,在分析系统的工作原理基础上,对SRIO引导过程与故障现象进行研究分析,分层逐次排查诊断,总结故障的原因,并提出3种解决方法,分析比对后,选择较佳方案改良高速数字信号系统.经过反复运行检测,最终解决了偶发性故障,为今后的故障诊断提供了参考思路.     

非制冷红外焦平面阵列信号处理系统设计

介绍了320-240非制冷红外焦平面阵列（UFPA）的信号处理系统;采用复杂可编程逻辑器件（FPGA）产生红外焦平面阵列的驱动时序,应用数字信号处理（DSP）技术实现红外焦平面阵列的非均匀校正。实验及仿真结果表明：FPGA可产生焦平面阵列所需时序。DSP对焦平面阵列的非均匀校正效果较好。     

基于串行RapidIO的通用数字信号处理模块设计

随着通信技术发展,要求平台的处理能力越来越高,同时器件间数据交互量也急剧增多,传统器件互连接口已不能胜任。文中采用SRIO（串行RapidIO）技术,设计实现了一种通用的数字信号处理模块,给出了电源和时钟解决方案,实现多个DSP（数字信号处理器）、FPGA（现场可编程门阵列）之间10Gbit／s的互连带宽。平台方案成功应用于某通信系统中,试验结果表明,模块性能高,运行稳定,满足了高性能通用处理平台要求。     

基于DSP的语音时延估计实现

基于麦克风阵列的语音时延估计是语音增强和空间定位的关键技术,实现了对时延估计的几种算法做了仿真和比较,研究了利用数字信号处理器（DSP）芯片来实现时间延时估计的软硬件实现,提出并实现了基于TI公司的TMS320C6416芯片和TLV320AIC23芯片的两路语音信号采集处理。并基于语音信号的特殊性,提出了计算一段时间内时延值的特殊方法。仿真和实验的结果表明提出的方法能够较准确的计算和检测出一段时间内两路语音信号的时间延时。     

基于FPGA的实时PHAT加权广义互相关时延估计器

针对水下超声探测的应用需求,在对广义互相关时延估计算法的研究基础上,设计了一种基于FPGA的实时的PHAT加权广义互相关时延估计器。在设计中应用流水线结构提高了系统的工作频率,利用DSP Builder和硬件描述语言联合设计降低了设计的难度。仿真和实验结果表明,所设计的时延估计器时延估计准确,其工作频率可以达到92.79 MHz,能够满足实时性的要求。     

一种多基阵炸点声源定位系统设计

为提高火炮武器的命中精度和攻击效果,提出了一种基于无源声探测的目标定位技术。系统通过传声器阵列采集目标声源发出的声信号,采用多个基阵定向结果对目标进行交汇定位,搭建了基于FPGA+DSP架构的基阵节点,对节点的软硬件进行了详细设计,并利用时延估计和定位算法解算出目标声源的三维坐标,实现对炮弹炸点的精确定位。最后模拟现场环境,设计完成了多次测试实验,验证了方位角估计理论的正确性及试验系统的可行性。实验数据表明,该方法具有较高的估计精度,可获得炸点的具体位置信息,具有一定的实用价值和应用前景。     

基于中国余数定理的跳频信号相时延估计方法

跳频信号每跳带宽窄且多跳间积累困难,利用传统方法对其时延估计精度都很低。针对该问题,该文充分挖掘跳频信号宽跳带的潜能,建立了多频点相时延估计模型,把时延估计问题转化为整周模糊求解问题;然后在解模糊过程中引入中国余数定理,针对非合作场景中模数无法选择的问题,提出一种基于虚拟频点的干涉相位外推方法,构造出鲁棒中国余数定理的适用条件;最后采用闭式鲁棒中国余数定理解算整周模糊,得到高精度的相时延。该方法具有精度高、运算量小、不依赖于信道衰落特性的优点。仿真结果验证了所提模型及方法的有效性和正确性。     

平行因子在被动相干定位系统中的应用

针对被动相干定位系统中匹配滤波计算量比较大的问题,该文提出基于平行因子的定位方法直接估计时延和多普勒频偏;为了改善频域盲源分离在大时延背景下时延估计精度不高的问题,建立新的张量接收器,并用联合对角化联合同时估计波束、时延和多普勒频偏。仿真表明,该文方法能获得比较高的估计精度。     

基于PCA与EMD的超宽带雷达生命信号检测算法

 本文分析了脉冲超宽带(UWB)生命信号模型,提出了基于主元分析(PCA)和经验模态分解(EMD)的非接触生命信号检测方法.根据UWB信号杂波与生命目标回波特点,结合PCA去除杂波.提取适当的主元特征向量序列曲线上峰值所对应的时延,估计目标距离信息.采用EMD分解目标回波序列为有限个固有模态函数(IMF)分量,在时域上重构平滑生命特征曲线,且其在高信噪比下可实现心跳与呼吸信号的分离.实验研究表明该方法简单有效,能同时提供生命信号的频域和时域波形位置信息,且重构得到的生命信号较符合实际信号时变、非平稳特性.     

基于压缩感知的定位新型UWB信号抽样方法

Ultra-wide-band (UWB) signals are suitable for localization, since their high time resolution can provide precise time of arrival (TOA) estimation. However, one major challenge in UWB signal processing is the requirement of high sampling rate which leads to complicated signal processing and expensive hardware. In this paper, we present a novel UWB signal sampling method called UWB signal sampling via temporal sparsity (USSTS). Its sampling rate is much lower than Nyquist rate. Moreover, it is implemented in one step and no extra processing unit is needed. Simulation results show that USSTS can not recover the signal precisely, but for the use in localization, the accuracy of TOA estimation is the same as that in traditional methods. Therefore, USSTS gives a novel and effective solution for the use of UWB signals in localization.     

对称α稳定分布噪声环境下短波衰落信号时延估计的新算法

脉冲噪声环境下信号时延估计是信号处理领域十分活跃的研究方向。在对称α稳定分布噪声环境下,文章提出了一种基于非线性压缩核函数（NCCF）的短波衰落信号的时延估计算法。该算法采用非线性压缩核函数抑制了对称α稳定分布噪声的脉冲拖尾,同时较好保持了目标信号之间的互相关特性,从而保证了信号时延估计的准确性。同以往算法相比,本算法不仅降低了计算复杂度,而且对于衰落信号的时延估计具有更强的稳定性。理论证明和仿真结果均表明,该算法比GCC、FLOC、GCF和非线性变换等算法具有更好的时延估计有效性和准确度。      

广义相位相关用于时差估计技术研究

对雷达信号的时延估计技术进行研究是雷达信号处理的一项重要任务,本文首先介绍了典型的时差估计方法,然后结合我们的研究针对雷达信号的时差估计作出了一种改进的算法,它将相位相关技术应用到广义相关时差估计算法中,通过仿真验证了该算法的有效性,并得到了一些有益的结论。     

线列阵目标定位同时跟踪的数学模型

研究了三点等间隔线列阵的目标定位同时跟踪的数学模型,提出了非线性滤波模型;给出了m点线列阵目标定位同时跟踪的数学模型;提出了2m-1点线列阵目标定位同时跟踪的数学模型,模型更为简化;最后,分析了"先定位后跟踪"与"定位同时跟踪"处理途径,提出由纯时延与非线性滤波相结合,为线列阵TMA研究提供了新的途径。     

基于共轭噪声组的宽带噪声雷达机动目标参数估计

宽带噪声雷达参数估计时通常会采用宽带互模糊函数的方法,但是在处理机动目标时这种方法需要在距离、速度及加速度3维搜索而导致运算量巨大,为此该文提出一种基于共轭噪声组的机动目标参数估计算法。该算法首先根据回波伸缩效应预设多路通道,每路通道截取固定长度的噪声组内信号进行混频,然后利用分数阶傅里叶变换(FrFT)估计混频信号的多普勒相位,根据相位信息构造补偿函数,并对补偿后的噪声组信号利用频域尺度相关(FSC)算法估计回波的时延,最后联立多普勒相位及时延信息获取目标的距离、速度和加速度。该算法避免了目标参数3维搜索的过程,无需时域重构回波信号,较宽带互模糊函数方法极大地降低了运算量,整个算法都可通过快速傅里叶变换(FFT)实现,便于系统实时处理。仿真结果验证了该算法的有效性及优势。     

基于压缩感知的外辐射源雷达分数阶杂波估计

参考信号信杂比(SCR)是评估外辐射源雷达积累增益损失的重要参数。利用数字电视地面广播(DTTB)辐射源中的PN序列进行信杂比估计时,将出现接收信号相对于本地帧头的分数阶时延问题,导致信杂比估计出现严重偏差。针对该问题,该文利用信号在时延维的稀疏性,提出基于压缩感知的信杂比估计算法。仿真结果表明,该算法对不同强弱的信号都能得到精确的时延和强度估计,从而保证了信杂比估计的准确性。实测数据处理结果表明,实测数据的参考信号信杂比较高,积累损失较小,约为0.5 dB;信杂比与基线距离有关,基线越长信杂比越低,积累损失越大。