基于USB2.0协议的通用测控通信接口设计

为了实现遥控遥测地面接收机的测控信息和关键信道参数的实时备份、显示以及测控指令的准确发送,提出一种基于USB2.0协议的通用测控通信接口的设计方案,并完成了系统的软硬件设计。该系统的硬件部分主要包含FPGA与CY7C68013A的接口设计、FPGA硬件电路设计,软件部分包含了USB固件程序设计和基于MFC的主机接口程序设计。在状态机的设计中,引入基于软件的中断机制处理双向数据传输,并且加入了对重要标志信号的冗余保护措施,增强了状态机的稳定性和整个系统的鲁棒性。实际应用表明,该通信接口具有传输速率超高、操作简便、运行稳定的特点,达到了设计要求。     

一种通用的OFDM发射机设计

正交频分复用（OFDM）系统参数众多,设计灵活,可以根据不同用途、信道环境以及接收机的性能等,设计出很多不同的OFDM系统。针对此问题,提出了一种通用的基于训练序列的OFDM发射机设计方案。从性能的角度出发,设计了OFDM符号结构和传输帧结构,并重点分析了OFDM数字基带调制模块的组成,最终在Xilinx开发板上实现了该方案,并获得了OFDM各模块的仿真时序图、OFDM射频信号频谱和误比特率图。研究结果表明,该方案频谱利用率高,复杂度低,通用性好。     

深空通信Ka频段数传发射机基带电路单元实现

基于Xilinx FPGA电路的全数字化设计方案,研制完成适用于深空通信下行链路Ka频段发射机中基带数据编码调制一体化电路单元.参照CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems)相关深空通信建议标准,电路单元实现了按码速率的变化灵活选择调制方式的工作模式,利用外部控制指令,完成码速率16 bit/s ～ 20 kbit/s、20～200 kbit/s、200 kbit/s～2 Mbit/s分段分别选择PCM/BPSK/PM、NRZ/BPSK和SRRC-QPSK数据调制方式.在X频段的测试结果表明,BPSK和SRRC -QPSK幅度误差和相位不平衡分别小于3.1％和1.7°,符合CCSDS关于深空通信的建议标准.电路单元满足深空通信工程应用需求.     

面向DVB-S2系统的最优相关间隔帧同步方法

针对卫星通信第二代卫星数字电视广播（Digital Video Broadcasting-Satellite 2,DVB-S2）系统中可变的编码调制方式和物理层帧长,以及接收机需要工作在低至-2 dB的信噪比条件的要求,提出了一种基于DVB-S2帧头结构的最优相关间隔相关检测和双阈值峰值检测帧同步方法,并采用状态机控制PLS（Physical Layer Signaling）码解码,通过解出帧头信息快速跟踪下一帧头位置。仿真结果表明,该方法性能明显优于传统的SOF+PLSC（Start of Frame and Physical Layer Signaling Code）算法,并且能够适用于低信噪比条件和可变的编码调制方式。     

一种改进载波相位恢复算法

为了解决载波相位恢复算法频偏估计范围小、估计精度低、计算复杂度高等问题,提出了一种基于Q次方的极性环与极性判决(Polar Decision,PD)算法相结合的Q次方极性判决(Q-th Power Polarity Decision,QPD)算法.首先对判决导向(Decision Directed,DD)算法、PD算法...     

通用零中频构架的CPM射频调制系统的设计

连续相位调制(CPM)由于其高频谱效率而被广泛应用于数字通信系统.根据调制参数的不同,连续相位调制对应一大类调制方式.针对射频调制系统实现复杂,可移植性差的问题,设计了一种基于AD9364射频捷变收发器的通用CPM射频调制系统.首先根据CPM信号表达式完成基带信号调制设计,包括累加相位单元和相关相位单元;再通过AD9364直接上变频,完成包括插值滤波、频谱搬移等一系列转换过程.最后经测试验证,所设计的CPM射频调制系统频谱利用率高,复杂度低,且具有较好的通用性.       

扩频系统最佳失真度量化及载噪比评估方法

扩频系统接收机模拟中频信号的量化会带来信噪比损失,在一定程度上影响扩频系统的抗干扰性。为提升接收机输入端量化信噪比,针对服从高斯分布的噪声且低信噪比的接收机模拟中频信号,提出一种自适应功率的模拟中频信号的\"最佳失真度量化方法\"。首先分析数模转换器的特性划定量化门限,然后依照输入信号的统计特性,设计出最佳功率的计算方法,并提出新的评价指标\"载噪比\",可以在捕获前预先衡量量化损失。通过仿真计算了\"最佳失真度量化方法\"的载噪比,并与\"传统法\"进行对比。实现结果表明,所提方法的载噪比相对于\"传统法\"的均值提升0. 27 dBHz。     

FLL辅助PLL载波跟踪环路误差分析

在GPS接收机中,为了跟踪多普勒变化率,需要采用三阶锁相环;为了增大跟踪的动态范围需要锁频环进行辅助跟踪。为了分析二阶锁频环辅助下的三阶锁相环的跟踪误差,建立了环路的数学模型,重点分析和推导了环路的热噪声误差。通过Simulink仿真验证了误差公式的正确性,为以后的环路优化提供了参考。     

通用一体化测试平台设计

针对航天控制系统灵活性、复用性、可扩展性较差等问题,采用部分动态可重配置和软硬件协同设计等技术,设计了一种基于Microblaze软核的高带宽软件无线电(Software-defined Radio,SDR)通用一体化测试平台。该硬件平台由Kintex7 FPGA与集成式射频(Radio Frequency,RF)收发器AD9371组成,采用Microblaze软核进行功能开发,实现任务调度、功能配置和数据交互;通过Vivado实现测试平台逻辑功能开发,并将功能代码封装成FPGA IP(Intellectual Property)核;最终通过AD9371 RF收发器实现射频数据收发。测试结果表明,该通用一体化测试平台可进行高速率、高带宽数据传输。该平台具有通用性强、互联性强、易操作、易移植等特点,可广泛应用于工业、通信、军事、医疗、汽车、无人机、航天等领域。