一、一种基于二次扩频的帧同步提取的FPGA实现(论文文献综述)
柳娜娜[1](2021)在《盲同步算法研究与FPGA实现》文中提出在无线通信系统中,接收端需要利用同步参数完成对接收信号的解调以及对有用信息的提取,同步算法是获取同步参数的关键,算法的性能直接决定了通信质量。特别是在非协作通信场景下,接收端需要利用盲同步算法,在没有任何先验信息的情况下完成同步参数的估计,这对于截获信号的情报分析具有十分重要的意义。本文针对现有的盲帧同步算法误码容错性较低的问题和现有的盲符号同步算法抗噪性较低的问题,分别提出了基于一阶累积量和误码消除的盲帧同步算法和基于二次小波变换的盲符号同步算法,并将算法部署到现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上对算法的可行性和性能进行验证。本文的主要研究内容如下:一、对盲帧同步算法进行了研究,提出了一种基于一阶累积量和误码消除的盲帧同步算法,并将算法部署到FPGA上进行实际测试。该算法首先将接收序列排列成矩阵形式,计算并分析矩阵的帧长存在概率从而得到帧长估计值,然后利用该估计值对帧起始点和帧同步码进行估计,最后利用帧同步码的自相关特性得到帧同步码的精确估计值。仿真显示,该算法在误码率为0.2以内时保持较高的识别准确率,相比基于小区域检测和一阶累积量的盲帧同步算法具有较高误码容错性。另外,利用Verilog硬件语言完成FPGA的设计输入,并利用Vivado 2019.1软件对设计进行行为级仿真、综合实现,最后将生成的比特文件下载到ZC706开发板上进行调试,实际测试结果表明,将该算法部署到FPGA上具有可行性和优越的硬件加速效果。二、对盲符号同步算法进行了研究,提出了一种基于二次小波变换的盲符号同步算法,并将算法部署到FPGA上进行实际测试。该算法首先对接收信号进行二阶Haar小波变换,然后利用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)对变换结果进行频谱分析,最后通过比较不同尺度小波变换的频谱得到最终的码元速率估计值。仿真显示,信噪比为3dB以上时,该算法对于多进制幅移键控(Multiple Amplitude Shift Keying,MASK)、多进制移相键控(Multiple Phase Shift Keying,MPSK)、多进制频移键控(Multiple Frequency Shift Keying,MFSK)和多进制正交幅度调制(Multiple Quadrature Amplitude Modulation,MQAM)调制信号的码元速率识别率均能达到95%以上,相比于己有算法整体上具有较好的抗噪性。另外,将该算法部署到FPGA上,实际测试结果表明该算法具有良好的实用性和FPGA硬件加速效果。
陈安旭[2](2020)在《Link 16数据链物理层关键技术的研究与验证》文中研究表明Link 16战术数据链是美军和北约诸国现役使用最广泛的通用数据链,其大量装配于海陆空三军。在当前及未来的战争中,数据链将成为海陆空三军联合作战中的重要组成部分。在复杂的战场环境中,保障战术数据交换的可靠性和有效性对战争主动权的获取至关重要。在此背景下,研究Link 16数据链物理层关键技术对我军信息化建设具有一定的意义。本文在现有研究的基础上,进一步研究Link 16物理层数据传输的关键技术。具体工作如下:(1)Link 16网络中的跳频技术研究。跳频技术的研究包括两方面,跳频图案和跳频同步。本文根据Link 16网络中跳频图案的特征,提出了一种基于L-G模型的高均匀性宽间隔跳频图案构造方法,用于在未来对Link 16的侦测和干扰的研究中,使用此跳频图案构造方法生成具有Link 16特征的信号。同时设计了两种跳频同步方案,即低硬件实现复杂度的单LO串行同步方案和高同步概率的多LO协作并行同步方案。仿真表明,所提出的跳频图案构造方法性能优异,两种跳频同步方案在低信噪比环境下也具有良好的同步性能。(2)JU中的接收基带处理算法研究。基带处理算法研究包括四个方面,即:时隙捕获、时隙时间同步、数据脉冲载波同步和数据脉冲解调解扩。首先仿真分析了现有信号检测研究成果,然后针对Link 16信号场景,提出了基于连续差分判决相关运算的MSK信号检测算法,并给出了相应的脉冲捕获策略。同时,基于已有的帧同步研究结论,推导了脉冲型信号的二次相关帧同步算法,并在此算法的基础上改进得到两种高倍过采样定时同步算法。在信号解调解扩方面,针对独立解调解扩方案的不足,提出一种联合ML-CCSK信号解调解扩算法,该算法能进一步逼近扩频增益。最后,总结一套接收基带信号处理算法,通过仿真表明,在信噪比不低于-3.46dB时,此套算法的误符号率不高于10-3,满足JTIDS/MIDS的灵敏度要求。(3)接收基带算法的硬件实现与测试。首先,采用AD9361、FPGA和DSP对基带处理算法进行实现,给出算法在验证平台的实现过程。然后利用信号源生成不同信道环境下的Link 16射频信号传输到硬件实现平台中测试误符号率,测试结果表明,接收机灵敏度可达-98.8dBm,满足JTIDS/MIDS在所有工作模式下的灵敏度要求。
李小林[3](2020)在《抗直升机旋翼遮挡卫星通信系统的FPGA实现》文中认为直升机具有机动灵活、反应速度快等特点,在抢险救灾、紧急救援以及特殊作战等方面发挥了十分重要的作用。在直升机与地面通信中断、地面通信网络本身不健全或地面通信受到破坏的情况下,直升机可以与卫星进行通信达到远距离信息传输的目的。因此将直升机机动灵活与卫星通信距离远以及覆盖面积大等优势相结合,在特殊应用领域有很大的实用价值。但在直升机与卫星通信的过程中,由于天线会受到直升机旋翼遮挡,导致传输效率降低。因此,在旋翼遮挡的情况下,研究提高直升机与卫星通信效率的相关算法和设计实现具有十分重要的实践意义。首先,本文研究了提高直升机卫星通信传输效率的关键算法,并进行了仿真和分析。首先分析了直升机旋翼遮挡对通信的影响,接着介绍了基于时间分集的传统抗遮挡技术。随后提出了基于卡尔曼滤波遮挡预测技术的旋翼间隙突发传输方法,并进行了仿真验证,相比于传统的遮挡预测而言,提高了预测的准确性。最后介绍并引入了稀疏码分多址接入(Parse Code Multiple Access,SCMA)技术,并将SCMA(6?4码本)与广泛应用于直升机卫星通信中的低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code,LDPC)联合仿真,经分析,在信噪比3dB下,系统误码率小于105-,且频谱效率提高了50%,表明SCMA是提高直升机卫星通信的有效方法。然后,本文在原有固定速率的直升机卫星通信系统方案上进行优化,优化后的系统可支持64Kbps1024Kbps的变速率传输,接着对系统方案进行改进,并完成相关软件和硬件架构的设计。首先对波形结构进行优化,并基于Matlab搭建直升机卫星通信系统仿真平台进行性能仿真。为了进一步提高传输效率,采用基于卡尔曼滤波的旋翼间隙突发传输技术,将通信速率提高至4096Kbps,并完成对应系统的改进和性能仿真。接着介绍软件架构和64Kbps1024Kbps速率方案关键模块的硬件架构设计。经分析,方案改进前后,在信噪比3dB下,系统误码率均小于10-5。最后,本文介绍了直升机卫星通信系统基于现场可编辑门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)设计实现、相关的系统测试和性能分析。首先,在所设计的硬件架构的基础上,对关键模块基于XC7K325T芯片进行了FPGA设计和仿真验证。然后介绍了经模拟的直升机旋翼遮挡信道的板级测试,以及经过真实卫星信道的测试,并将所得的测试结果进行性能分析和对比,表明该系统在信噪比3dB下,系统误码率小于10-5,达到了设计的目的。
赵树瑞[4](2020)在《切普扩频隐蔽通信系统设计与性能分析及实现》文中研究说明随着近年来无线通信的快速发展,各个领域对无线通信的依赖性越来越高。但通过无线信道传输信息,信号易受干扰或被敌方截获,存在较大安全隐患。传统隐蔽通信方式通常采用直接序列扩频技术来增加发射信号的隐蔽性。但直扩侦测技术已较为成熟,因此有必要寻找隐蔽通信的备选方案。为实现隐蔽通信的目的,选取切普波形作为信息载体进行扩频通信。基于切普扩频(Chirp Spread Spectrum,CSS)技术具有较大的处理增益、良好的抗干扰及抗信道衰落特性,本文研究切普扩频通信系统的性能分析及实现。对切普信号的通信性能进行研究,在此基础上对信号的低检测概率、低截获概率性能与直扩信号对比分析,并提出多波形基切普扩频通信方案来提高系统的抗信息截获性能,最终基于FPGA平台实现CSS系统的通信功能。本文的主要研究内容如下:首先,对切普扩频通信系统的通信性能进行分析。从信息交互的角度以及信道适应的角度展开研究。介绍切普信号的基本特征及其扩频原理,分析切普信号用于隐蔽通信的潜力。介绍Chirp-BOK(Chirp Binary Othogonal Keying)调制方案的发射、接收原理及其上下变频原理,并分析收发端载波相位偏差对解调误码性能的影响。基于MATLAB仿真平台分别在加性高斯白噪声信道、多径信道以及多普勒信道下对切普扩频通信系统的误码性能进行仿真分析。其次,对切普扩频隐蔽通信系统的低检测概率性能、低截获概率性能进行研究,并在同一参数体制下与直接序列扩频系统进行对比分析。然后介绍针对切普扩频通信系统的分数阶傅里叶域检测方法,分析切普信号在不同参数估计精度下的抗信息截获性能。提出一种多波形基切普扩频隐蔽通信方案来提高系统的抗信息截获性能,并推导其在加性高斯白噪声信道下的误码率,仿真分析该方案在衰落信道下的通信性能及隐蔽性能。最后,基于FPGA平台设计切普扩频隐蔽通信系统的实现方案并完成具体实现工作。根据现有硬件平台参数设计出系统整体方案参数以及各模块之间的速率转换方案。根据方案参数基于MATLAB平台验证发射机和接收机的上下变频方案;根据切普信号的脉冲压缩特性设计出基于滑动相关峰值位置搜索的位同步方案。基于Vivado平台实现各模块的Verilog程序编写并基于Model Sim平台对各模块性能进行验证,最终将硬件方案上板调试,测试其通信功能。
段培豪[5](2019)在《测控接收机综合基带算法研究与实现》文中研究表明在运载火箭测控、深空测控、卫星中继测控等各类航天测控终端和地面设备中,为了满足不同任务的需要,传统方案针对每种任务的信号体制设计一套测控设备。这就需要在研制时对任务中要求的调制类型、载波频率、符号速率、编码方式、帧结构等参数进行定制,开发对应的功能模块。若同时兼容多个任务种类,就会导致设备功能模块数量多、体型大、通用化程度不高,因此研究同时适应多种任务的测控综合基带接收机具有重要意义。论文针对多任务地面测控站或检测站的综合基带需求,围绕测控接收机的基带系统展开研究,具体内容如下:(1)设计了支持扩频和非扩频两种模式的测控接收机的基带方案,重点设计了伪码同步、载波同步、位同步、帧同步等算法。方案具有硬件平台小型化、基带算法综合化等特点。(2)针对伪码捕获阶段的最佳门限设定问题,在固定门限和基于噪声功率的自适应门限算法基础上,设计了一种基于信噪比的自适应门限算法。仿真结果表明,基于信噪比的自适应门限算法相比其他两种算法提高了捕获过程的检测概率。(3)针对测控系统中的长码捕获问题,提出了短码引导下的多路并行长码捕获算法,以实现对长码的快捕获。分析表明,四路并行捕获方案的平均捕获时间相比改进前极大缩短,以较少的硬件资源开销换取了捕获速度的极大提高。(4)设计了扩频和非扩频模式下的载波同步方案。扩频模式下,先利用时频二维搜索算法完成伪码捕获并减少频偏,再启动锁频环完成残余频差的补偿,最后由锁相环完成载波相位的跟踪。非扩频模式下,先用FFT算法完成载波频偏捕获,将载波频偏牵引至较小偏差范围后,开启COSTAS环路进行载波相位的跟踪。通过对两种模式中鉴相算法的研究表明,反正切鉴相比硬判决鉴相算法收敛速度更快,但反正切鉴相算法硬件资源消耗更多。(5)设计了基于Gardner算法的位定时同步算法,详细设计了定时误差检测、插值滤波器、内插控制器。该算法完成了定时误差检测,选用分段式抛物线的方式实现了插值滤波器。仿真结果表明,该方法能够完成多速率信号的位同步。此外,还设计了适应不同的编译码方式、信号码型条件下的帧同步算法架构。(6)在FPGA平台上使用Verilog HDL语言编程实现了综合基带算法,并进行了关键算法模块的功能验证和总联测试。测试结果表明,各项指标均满足设计要求,共消耗英特尔Stratix IV EP4SE820的68%硬件逻辑资源。
张南根[6](2018)在《多模式机载扩频数据链同步技术研究及FPGA实现》文中研究指明本文以战场机载数据链设计及终端研制为背景,对应用于大频偏、低信噪比环境下数字化直扩通信数据链终端的信号同步问题进行了研究。主要从大频偏捕获、伪码同步以及载波同步三个方面展开讨论,给出了适合本文研究背景下的数据链设计方案以及终端同步算法实现方案。文中首先介绍了无人机数据链发展现状以及使用扩频技术的无人机系统的优点,并对扩频通信技术的基本原理进行了介绍。随后介绍了本文研究课题背景下数据链的设计,并分析了系统的多普勒频移特性。建立系统频偏模型后,首先对组网模式信号同步方案进行研究,介绍了一种常用的时域二维串行搜索捕获算法,随后给出了一种适合在大频偏、低信噪比环境下的频偏捕获算法,该算法基于FFT频域预补偿原理,针对低信噪比的影响,本文引入了差分相干累积算法,该算法性能较传统的非相干累积算法有较大提升,之后给出了组网模式捕获完成后码相位跟踪与载波跟踪方案。对于扩频码较短、符号速率较高的数传模式,本文使用基于匹配滤波的同步算法,能够合理地利用资源并快速完成该模式下信号的同步。最后,根据硬件平台要求,给出了硬件平台的实现方案,并给出了软件实现的框图和测试结果。
李晴[7](2016)在《多系统卫星导航信号跟踪电文处理研究与实现》文中指出全球卫星导航系统作为国家时空基准领域的重要基础设施,是国家安全和日常生活的保障。随着各大导航系统的全面建设,原本就不宽裕的频段资源变得越来越拥挤。为了解决上述问题和进一步提高定位精度、增强抗干扰能力、降低误码率,新体制信号被提出。新体制信号在电文、扩频码、调制方式上都有了很大的改变,因此,研究兼容新旧体制信号的跟踪环路和电文处理技术,对于新一代导航接收机的研制具有重要的意义。本文从介绍新信号体制和传统信号体制开始,研究了新体制和传统体制信号的跟踪技术以及电文处理方法。在基于FPGA和DSP的平台上,对于跟踪和电文处理的各个模块进行了设计,并搭建测试环境完成测试,验证了各个模块的性能。本文的主要研究工作概括如下:(1)分析了全世界卫星导航系统的发展状况和国内外跟踪技术、LDPC译码技术的研究现状;(2)从电文、扩频、调制方式上分析了新体制信号和传统体制信号的不同;(3)研究了BPSK类信号和BOC类信号的跟踪方法,根据实现复杂度、硬件条件和跟踪性能,综合各个频点设计兼容的跟踪环路,并完成FPGA中相关通道和软核中环路控制的设计;(4)研究各频点信号比特结构、帧结构、交织方式、编码方式的不同,完成位同步、帧同步、解交织、译码模块的设计;(5)介绍接收机整体设计,搭建测试平台,验证跟踪和电文处理模块的功能与性能。
唐辉艳[8](2011)在《基于FPGA的实时仿真系统的设计与实现》文中认为数据链系统是一个复杂的大规模系统,它能同时实现数据、语音和文字信号等多维信息的传输,提供战场态势、相关数据、文字、符号、语音等多媒体信息,提高或加强战斗员的对战场的感知能力和作战效率,所以,对数据链系统进行仿真测试是保证系统可靠、稳定工作的重要保障手段,同时也节约了大量的开销。时分多址(TDMA)技术是数据链系统中的关系技术,它是按时隙来划分地址,实现一点对多点的通信功能,它要求时间要非常精确和同步。时分多址技术应用在移动通信系统中的好处有:频谱利用率高;频率资源节省;用户速率的灵活性比FDMA好;设备种类简单;设备投资比FDMA系统节省。本文在数据链Link 16的基础上提出了高速TDMA实时仿真系统设计的重要性,接着提出了一整套基于FPGA设计的高速TDMA实时仿真系统的设计方案,并且在FPGA中实现该实时仿真系统的链路层和物理层的设计,解决了系统中关键技术模块,包括:高速接口、复接/解复接模块、同步、软扩频和MSK调制等,尤其是在FPGA中采用比较简单创新的方法实现了时分复用的消息帧格式及帧同步检测,最终将FPGA中的设计与Cortex模拟的终端以及PC模拟的汇编器和统计器级联起来,构成一个完整的TDMA系统,并且做了一系列的测试,验证了该系统的完备性。和很多系统设计不同的是,本文给出了TDMA实时仿真系统的硬件设计方案,并且在FPGA中实现了消息链路层的硬件模拟。
刘海[9](2006)在《FDMA/CWTDM卫星通信系统地面终端的设计与实现》文中研究说明基于星上FDMA-CWTDM转换的卫星通信新体制能够从根本上克服FDMA/TDM体制中星上处理设备复杂度高和信道应用不灵活的两大缺点,具有很好的应用前景。在基于这种卫星通信新体制的卫星通信系统的研制过程中,要验证星上FDMA-CWTDM转换和整个卫星通信系统的功能、性能,地面终端的设计和实现占有很重要的地位。本文在深入分析FDMA/CWTDM卫星通信系统的系统组成、工作原理以及信号格式的基础上,重点研究了地面终端发射机和接收机的关键技术。本文的主要研究内容和成果有:1.深入研究了地面终端发射机的关键技术,在比较多种算法的基础上,采用软件无线电原理,通过FPGA实现了适合本系统的FDMA宽带跳频/直扩信号发射机;2.提出了适合本系统地面终端接收机的具体实现方案,通过FPGA实现了接收机的帧同步,CWTDM分接,跳时的捕获、解跳,直扩的捕获等电路的设计。采用了一种基于FPGA的时钟跟踪环路,从根本上解决了地面终端和星上处理转发器的时钟不同步问题。采取顽健措施实现同步判决等算法,保证了地面终端发射机和接收机的稳定性和可靠性;3.实现了整个地面终端的数字基带部分的设计,完成了整个FDMA/CWTDM系统的软硬件调试、系统的互联调试以及系统的性能测试。
陈惠珍,田红心,易克初[10](2004)在《一种基于二次扩频的帧同步提取的FPGA实现》文中进行了进一步梳理本文介绍了一种利用扩频技术实现帧同步的方案,重点介绍了用补码配对相减匹配滤波法实现同步提取的原理及其FPGA设计实现,并在同步提取的基础上简要叙述了帧同步信号的抵消。
二、一种基于二次扩频的帧同步提取的FPGA实现(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种基于二次扩频的帧同步提取的FPGA实现(论文提纲范文)
(1)盲同步算法研究与FPGA实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 主要研究内容 |
1.3 论文结构安排 |
第二章 盲同步算法与FPGA研究概述 |
2.1 盲同步算法概述 |
2.1.1 盲载波同步算法 |
2.1.2 盲符号同步算法 |
2.1.3 盲帧同步算法 |
2.2 盲同步平台研究概述 |
2.3 FPGA概述 |
2.3.1 FPGA软件和硬件平台 |
2.3.2 FPGA开发流程 |
2.4 本章小结 |
第三章 盲帧同步算法研究与FPGA实现 |
3.1 引言 |
3.2 基于一阶累积量和误码消除的盲帧同步算法研究 |
3.2.1 盲帧同步算法设计 |
3.2.2 盲帧同步算法仿真与分析 |
3.3 基于一阶累积量和误码消除的盲帧同步算法FPGA实现 |
3.3.1 FPGA总体架构和模块划分 |
3.3.2 FPGA模块实现 |
3.3.3 FPGA测试与分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 盲符号同步算法研究与FPGA实现 |
4.1 引言 |
4.2 基于二次小波变换的盲符号同步算法研究 |
4.2.1 常用数字信号小波变换特征 |
4.2.2 盲符号同步算法设计 |
4.2.3 盲符号同步算法仿真与分析 |
4.3 基于二次小波变换的盲符号同步算法FPGA实现 |
4.3.1 FPGA总体架构和模块划分 |
4.3.2 FPGA模块实现 |
4.3.3 FPGA测试与分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 论文工作总结 |
5.2 未来工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(2)Link 16数据链物理层关键技术的研究与验证(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文主要工作与内容安排 |
第二章 LINK 16 简介及其物理层波形技术 |
2.1 LINK 16 简介 |
2.1.1 JTIDS/MIDS TDMA架构 |
2.1.2 系统定时与网同步 |
2.1.3 通信模式 |
2.1.4 接入方式 |
2.2 物理层波形技术 |
2.2.1 消息类型 |
2.2.2 时隙构成 |
2.2.3 数据消息打包结构 |
2.2.4 传输信号波形生成 |
2.3 本章小结 |
第三章 LINK 16 中的跳频图案和跳频同步研究与仿真验证 |
3.1 跳频技术原理简介 |
3.2 跳频图案设计 |
3.2.1 跳频图案性能检验 |
3.2.1.1 汉明性 |
3.2.1.2 均匀性 |
3.2.1.3 随机性 |
3.2.2 跳频序列构造方法 |
3.2.3 基于L-G模型的高均匀性宽间隔跳频图案构造方法 |
3.2.4 仿真验证 |
3.2.4.1 均匀性 |
3.2.4.2 汉明性 |
3.2.4.3 随机性 |
3.3 跳频同步方案 |
3.3.1 低硬件实现复杂度的单LO串行同步方案 |
3.3.1.1 同步捕获 |
3.3.1.2 同步锁定 |
3.3.1.3 同步总结 |
3.3.2 高同步概率的多LO协作并行同步方案 |
3.3.2.1 同步捕获 |
3.3.2.2 同步锁定 |
3.3.3 仿真验证 |
3.4 本章小结 |
第四章 LINK 16 基带接收信号算法研究与仿真验证 |
4.1 研究思路概述 |
4.2 LINK 16 物理层信号模型 |
4.3 时隙捕获 |
4.3.1 脉冲信号检测 |
4.3.1.1 二次相关检测算法 |
4.3.1.2 基于连续差分判决相关运算的MSK信号检测算法 |
4.3.1.3 仿真验证 |
4.3.2 通信模式2 和通信模式4 下的并行时隙捕获策略 |
4.4 时隙时间同步 |
4.4.1 帧同步 |
4.4.1.1 基于ML准则下的脉冲型信号帧同步算法 |
4.4.1.2 基于二次相关运算的帧同步算法 |
4.4.1.3 仿真验证 |
4.4.2 定时同步 |
4.4.2.1 ALG1和ALG2 定时同步算法 |
4.4.2.2 基于Walsh信号空间分解的ML定时估计算法 |
4.4.2.3 基于高倍过采样的二次相关类定时同步算法 |
4.4.2.4 仿真验证 |
4.5 数据脉冲载波同步 |
4.5.1 基于接收信号自相关运算的载波估计算法 |
4.5.2 FFT算法 |
4.5.3 仿真验证 |
4.6 数据脉冲解调解扩 |
4.6.1 复差分解调算法 |
4.6.2 最佳ML相干解调算法 |
4.6.3 联合ML-CCSK解调解扩算法 |
4.6.4 仿真验证 |
4.7 算法灵敏度评估 |
4.8 本章小结 |
第五章 通信模式4下的接收算法硬件实现和测试 |
5.1 验证平台介绍 |
5.2 接收机实现 |
5.2.1 AD9361 芯片配置 |
5.2.2 FPGA端功能实现 |
5.2.3 DSP端功能实现 |
5.3 硬件验证测试 |
5.3.1 测试环境介绍 |
5.3.2 JTIDS/MIDS终端灵敏度要求 |
5.3.3 误符号率测试 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
个人简历及攻读硕士学位期间获得的成果 |
(3)抗直升机旋翼遮挡卫星通信系统的FPGA实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 直升机卫星通信的发展与研究现状 |
1.2.1 国外发展与研究现状 |
1.2.2 国内发展与研究现状 |
1.3 本论文的结构安排 |
第二章 直升机卫星通信关键算法研究 |
2.1 直升机旋翼遮挡 |
2.2 时间分集技术 |
2.2.1 时间分集技术介绍 |
2.2.2 时间分集技术性能仿真 |
2.3 旋翼遮挡预测 |
2.3.1 滑动平均法 |
2.3.2 平均能量滑动窗法 |
2.3.3 卡尔曼滤波理论 |
2.3.4 卡尔曼滤波估计 |
2.4 SCMA技术 |
2.4.1 SCMA概述 |
2.4.2 SCMA码本设计 |
2.4.3 SCMA编码原理 |
2.4.4 MPA多用户检测 |
2.4.5 性能仿真 |
2.5 本章小结 |
第三章 抗直升机旋翼遮挡卫星通信系统优化设计 |
3.1 原有系统方案优化 |
3.1.1 波形结构优化 |
3.1.2 链路滤波器 |
3.1.3 载波同步原理 |
3.1.4 解调原理 |
3.1.5 帧同步原理 |
3.1.6 频偏补偿原理 |
3.1.7 性能仿真 |
3.2 高速率系统方案改进 |
3.2.1 链路滤波器改进 |
3.2.2 载波同步改进 |
3.2.3 性能仿真 |
3.3 软件架构设计 |
3.3.1 配置信息帧结构设计 |
3.3.2 业务数据帧结构设计 |
3.3.3 信息发送与接收 |
3.4 硬件架构设计 |
3.4.1 数字高斯遮挡信道模拟器 |
3.4.2 卡尔曼滤波估计模块 |
3.4.3 载波同步模块 |
3.4.4 解调模块 |
3.4.5 帧同步模块 |
3.4.6 符号同步模块 |
3.4.7 频偏补偿模块 |
3.5 本章小节 |
第四章 抗直升机旋翼遮挡卫星通信系统的FPGA实现 |
4.1 硬件实现平台 |
4.2 系统的FPGA实现 |
4.2.1 数字高斯遮挡信道模拟器 |
4.2.2 卡尔曼滤波估计模块 |
4.2.3 载波同步模块 |
4.2.4 解调模块 |
4.2.5 帧同步模块 |
4.2.6 符号同步模块 |
4.2.7 频偏补偿模块 |
4.3 系统测试 |
4.3.1 基带板简介 |
4.3.2 非卫星信道测试 |
4.3.3 卫星信道测试 |
4.4 本章小节 |
第五章 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
个人简历及攻读硕士学位期间取得的成果 |
(4)切普扩频隐蔽通信系统设计与性能分析及实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 背景和意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 非单频波调制技术 |
1.2.2 低检测概率/低截获概率通信技术 |
1.2.3 低检测概率/低截获概率信号检测方法 |
1.3 研究内容 |
1.4 章节安排 |
第2章 切普扩频通信系统及性能分析 |
2.1 切普扩频信号特征分析及调制方法 |
2.1.1 信号基及特征分析 |
2.1.2 信号基的扩频增益 |
2.1.3 Chirp-BOK调制 |
2.2 切普扩频通信系统实现方案 |
2.2.1 发端方案 |
2.2.2 收端方案 |
2.3 切普扩频通信系统性能分析 |
2.3.1 相位偏差对通信系统性能的影响 |
2.3.2 高斯白噪声信道下的通信系统性能分析 |
2.3.3 多径传输效应对通信系统性能的影响 |
2.3.4 多普勒效应对通信系统性能的影响 |
2.4 本章小结 |
第3章 切普扩频隐蔽通信系统及性能分析 |
3.1 切普扩频通信信号的频域特征分析 |
3.1.1 频域特征分析 |
3.1.2 与DSSS信号功率谱对比 |
3.2 切普扩频通信信号循环域特征分析 |
3.2.1 循环域特征分析 |
3.2.2 与DSSS信号循环谱对比 |
3.3 切普扩频通信信号分数阶傅里叶域特征分析 |
3.4 切普扩频通信信号抗截获性能分析 |
3.5 基于多波形基切普扩频的抗信息截获系统 |
3.5.1 多波形基通信方案 |
3.5.2 通信性能分析 |
3.5.3 隐蔽性能分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 切普扩频通信系统的设计与实现 |
4.1 硬件平台架构及参数简介 |
4.2 整体方案设计 |
4.2.1 发端方案设计及算法仿真 |
4.2.2 收端方案设计及算法仿真 |
4.2.3 基于滑动相关的同步方案设计 |
4.3 硬件方案设计与实现 |
4.3.1 发端硬件方案设计 |
4.3.2 收端硬件方案设计 |
4.4 CSS通信系统硬件调试 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(5)测控接收机综合基带算法研究与实现(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 测控接收机技术研究现状 |
1.2.2 测控接收机基带算法研究现状 |
1.3 论文主要内容和结构 |
2 课题相关理论基础 |
2.1 数字下变频技术 |
2.1.1 正交下变频结构 |
2.1.2 复乘变频结构 |
2.1.3 数控振荡器结构 |
2.2 扩频通信技术基础 |
2.3 信号模型理论基础 |
2.4 本章小结 |
3 测控接收机基带方案与关键算法 |
3.1 系统要求与整体方案 |
3.1.1 主要技术要求 |
3.1.2 系统整体设计方案 |
3.2 扩频模式下伪码同步算法 |
3.2.1 短码捕获 |
3.2.2 短码跟踪 |
3.3 扩频模式下关键算法及改进 |
3.3.1 伪码捕获自适应门限算法 |
3.3.2 短码引导长码捕获 |
3.3.3 短码引导长码捕获改进算法 |
3.4 扩频模式下载波同步算法 |
3.4.1 载波频偏和相位误差对伪码相关峰值的影响 |
3.4.2 载波同步设计 |
3.5 非扩频模式下载波同步算法 |
3.5.1 基于FFT的频偏估计算法原理 |
3.5.2 载波相位同步算法 |
3.5.3 鉴相方法的分析 |
3.6 位同步算法 |
3.6.1 定时误差检测器的设计 |
3.6.2 插值滤波器的设计 |
3.6.3 内插控制器的设计 |
3.7 帧同步算法 |
3.8 本章小结 |
4 测控接收机基带算法的FPGA设计 |
4.1 系统开发平台介绍 |
4.1.1 系统开发软件介绍 |
4.1.2 系统硬件平台介绍 |
4.2 数字下变频电路的实现 |
4.2.1 数字正交下变频 |
4.2.2 复乘变频 |
4.3 伪码同步模块 |
4.3.1 短码捕获 |
4.3.2 短码跟踪 |
4.3.3 短码引导长码捕获 |
4.4 载波同步模块 |
4.4.1 扩频模式载波同步 |
4.4.2 非扩频模式载波同步 |
4.5 位同步模块 |
4.6 算法资源消耗及系统测试 |
4.7 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 后续研究工作展望 |
参考文献 |
附录 |
A作者在攻读学位期间参加的科研工作 |
B作者在攻读学位期间参加的科技竞赛 |
C学位论文数据集 |
致谢 |
(6)多模式机载扩频数据链同步技术研究及FPGA实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 本论文研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 无人机数据链研究现状与发展趋势 |
1.2.2 直扩信号同步技术研究现状与发展趋势 |
1.3 论文研究内容和组织结构 |
第2章 扩频通信技术基本理论 |
2.1 基本原理 |
2.2 直接序列扩频 |
2.3 伪随机码 |
2.3.1 自相关性与互相关性 |
2.3.2 m序列 |
2.3.3 Gold序列 |
2.4 直扩系统性能指标 |
2.5 扩频通信基本特点 |
2.6 本章小结 |
第3章 多模式机载数据链 |
3.1 数据链设计 |
3.1.1 设计约束 |
3.1.2 设计内容 |
3.2 系统PHY/MAC层协议设计方案 |
3.2.1 物理层参数 |
3.2.2 MAC层参数 |
3.3 组网模式和数传模式切换流程设计 |
3.4 多普勒效应分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 扩频信号的同步 |
4.1 多普勒频偏对相关捕获的影响 |
4.2 组网模式同步方案 |
4.2.1 扩频码的捕获 |
4.2.1.1 基于滑动相关的时域串行捕获 |
4.2.1.2 基于FFT的多路并行频域预补偿相关捕获 |
4.2.1.3 非相干累积与差分相干累积 |
4.2.1.4 判决方法 |
4.2.1.5 性能仿真 |
4.2.2 扩频码的跟踪 |
4.2.3 载波同步技术 |
4.3 数传模式同步方案 |
4.3.1 匹配滤波原理 |
4.3.2 匹配滤波同步法在FPGA中的实现 |
4.4 本章小结 |
第5章 硬件实现结构设计 |
5.1 硬件平台设计 |
5.1.1 硬件平台功能要求 |
5.1.2 硬件平台架构 |
5.2 基于FPGA软件设计 |
5.2.1 发送端程序设计 |
5.2.2 接收端程序设计 |
5.2.2.1 组网模式接收端程序设计 |
5.2.2.2 数传模式接收端程序设计 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
致谢 |
(7)多系统卫星导航信号跟踪电文处理研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 论文研究背景和意义 |
1.1.1 GPS |
1.1.2 GLONASS |
1.1.3 GALILEO系统 |
1.1.4 北斗卫星导航系统 |
1.1.5 日本“准天顶”卫星导航系统(QZSS) |
1.1.6 印度区域卫星导航系统( IRNSS) |
1.1.7 本课题研究意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 信号体制发展现状 |
1.2.2 跟踪技术研究现状 |
1.2.3 电文处理技术研究现状 |
1.2.4 兼容新旧体制信号卫星导航接收机产品状况 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 本文结构安排 |
第二章 卫星导航信号体制 |
2.1 电文结构 |
2.1.1 GPS L1C/A信号 |
2.1.2 GPS L1C电文的帧结构 |
2.1.3 GPS L5 CNAV电文帧结构 |
2.1.4 BD B1I电文帧结构 |
2.2 扩频码 |
2.2.1 GOLD码序列 |
2.2.2 Weil码序列 |
2.3 调制方式 |
2.3.1 BPSK调制 |
2.3.2 QPSK调制 |
2.3.3 BOC类调制 |
2.3.4 TDDM调制 |
2.4 本章小结 |
第三章 新旧体制信号跟踪方法及FPGA实现 |
3.1 BPSK类信号的跟踪方法 |
3.1.1 载波跟踪环 |
3.1.2 码跟踪环 |
3.2 BOC类信号的跟踪方法 |
3.2.1 类BPSK算法(BPSK-LIKE算法) |
3.2.2 自相关边锋消除技术(ASPeCT算法) |
3.2.3 DET算法 |
3.2.4 Bump-Jump算法 |
3.3 各调制方式信号兼容跟踪技术FPGA及软核实现 |
3.3.1 环路综合设计 |
3.3.2 兼容新旧体制信号的相关通道FPGA实现 |
3.3.3 软核中环路控制设计 |
3.3.4 其他功能设计 |
3.4 本章小结 |
第四章 电文处理方法 |
4.1 位同步 |
4.1.1 经典的位同步方法:直方图法 |
4.1.2 相关法 |
4.2 帧同步 |
4.2.1 有帧头结构的电文帧同步 |
4.2.2 无帧头结构的电文帧同步 |
4.3 解交织 |
4.3.1 比特交织 |
4.3.2 块交织 |
4.4 译码 |
4.4.1 对数域BP译码算法 |
4.4.2“最小和法” |
4.4.3 LDPC模块设计 |
4.5 本章小结 |
第五章 接收机设计与测试 |
5.1 接收机设计 |
5.1.1 射频前端板信号处理 |
5.1.2 基带信号处理板 |
5.2 接收机测试 |
5.2.1 测试平台搭建 |
5.2.2 定位功能测试 |
5.2.3 通道同时跟踪卫星数测试 |
5.2.4 伪距精度测试 |
5.2.5 误码率测试 |
5.3 本章小结 |
总结 |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
致谢 |
(8)基于FPGA的实时仿真系统的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
图表目录 |
第一章 引言 |
1.1 选题背景和研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文主要工作及结构 |
第二章 TDMA仿真系统概述及关键技术的阐述 |
2.1 数据链基本概念 |
2.2 时分多址及数据帧格式 |
2.2.1 时分多址(TDMA) |
2.2.2 TDMA系统中的数据帧格式 |
2.3 高速接口 |
2.3.1 LVDS接口 |
2.3.2 LVDS高速接口选用 |
2.4 同步 |
2.4.1 位同步 |
2.4.2 帧同步 |
2.5 复接/解复接 |
2.5.1 复接分接的基本概念 |
2.5.2 数字复接方式 |
2.5.3 数字复接的实现方法 |
2.5.4 数字复接方式的选用 |
2.6 MSK调制解调 |
2.6.1 MSK信号简介 |
2.6.2 MSK调制方法 |
2.6.3 MSK解调方法 |
2.7 软扩频解扩 |
2.7.1 软扩频简介 |
2.7.2 软扩频系统 |
2.8 RS编解码 |
2.8.1 RS码的定义及性质 |
2.8.2 RS码的编码原理 |
2.8.3 RS码的译码原理 |
2.9 交织 |
2.9.1 交织的基本原理 |
2.9.2 交织的分类 |
2.10 小结 |
第三章 基于FPGA的基带TDMA实时仿真系统的设计 |
3.1 FPGA概念及芯片选取 |
3.2 系统整体设计 |
3.2.1 系统整体架构设计 |
3.2.2 基带仿真系统中各模块功能介绍 |
3.3 基于FPGA的基带系统模块设计 |
3.3.1 LVDS高速板间级联方式 |
3.3.2 16BIT并行接口 |
3.3.3 SPI接口 |
3.3.4 同步时钟 |
3.3.5 交互地址 |
3.3.6 FPGA解码板 |
3.3.7 跨时钟域的同步 |
3.3.8 帧同步检测 |
3.3.9 消息发送器 |
3.3.10 复接器 |
3.4 小结 |
第四章 基于FPGA的中频TDMA实时仿真系统的设计 |
4.1 中频系统的整体设计 |
4.2 基于FPGA的中频系统模块设计 |
4.2.1 同步 |
4.2.2 分接器的实现 |
4.2.3 RS编译码 |
4.2.4 交织 |
4.2.5 软扩频解扩 |
4.2.6 MSK调制解调 |
4.3 小结 |
第五章 系统测试及分析 |
5.1 测试环境 |
5.2 功能测试 |
5.2.1. 下行消息链路 |
5.2.2. 上行消息链路 |
5.3 指标性测试 |
5.3.1. 物理平均时延 |
5.3.2. 消息丢失率 |
5.4 分析 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
6.2.1 性能改进展望 |
6.2.2 功能展望 |
参考文献 |
附录 时分复用的发送消息的Verilog代码 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(9)FDMA/CWTDM卫星通信系统地面终端的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究工作的背景及意义 |
1.2 相关研究工作的发展动态 |
1.2.1 基于星上FDMA-CWTDM转换的卫星通信系统概要 |
1.2.2 扩展频谱通信技术简介 |
1.3 本文的主要研究工作及章节安排 |
第二章 FDMA/CWTDM多址/复用体制的卫星通信系统 |
2.1 基于星上FDMA-CWTDM转换的卫星通信系统 |
2.1.1 FDMA跳频/直扩信号地面终端发射机原理结构 |
2.1.2 星上FDMA-CWTDM转换处理转发器原理结构 |
2.1.3 CWTDM信号地面终端接收机原理结构 |
2.2 连续波时分复用技术 |
2.2.1 CWTDM复接技术 |
2.2.2 CWTDM分接技术 |
第三章 FDMA跳频/直扩信号地面终端发射机的关键技术 |
3.1 信道化发射机的理论模型 |
3.1.1 发射机信道化的基本概念 |
3.1.2 信道化发射机复信号数学模型 |
3.2 跳频/直扩信号的设计 |
3.2.1 跳频/直扩信号中伪随机码序列的选择 |
3.2.2 地面终端发射机产生的FDMA跳频/直扩信号 |
第四章 CWTDM信号地面终端接收机的关键技术 |
4.1 CWTDM帧的同步技术 |
4.1.1 帧的隐同步方案 |
4.1.2 帧的跟踪算法 |
4.2 CWTDM帧的分接技术 |
4.3 跳时/直扩信号的同步捕获技术 |
4.3.1 直扩信号的同步捕获 |
4.3.2 跳时信号的同步捕获 |
4.4 解扩和解调技术 |
4.4.1 解扩原理 |
4.4.2 解调原理 |
第五章 地面终端核心单元的FPGA实现 |
5.1 FPGA设计方法介绍 |
5.1.1 FPGA简介 |
5.1.2 FPGA设计方法 |
5.2 地面终端发射机的FPGA实现方案 |
5.2.1 扩频单元 |
5.2.2 跳频/直扩模式选择开关单元 |
5.2.3 地面终端发射机的发射信号 |
5.3 地面终端接收机的FPGA实现方案 |
5.3.1 帧同步捕获单元 |
5.3.2 帧同步跟踪单元 |
5.3.3 CWTDM帧的分接单元 |
5.3.4 跳时/直扩信号的同步单元 |
5.3.5 跳时信号的解调单元 |
5.4 FDMA/CWTDM卫星通信系统联调测试方案 |
5.4.1 系统功能调试 |
5.4.2 系统抗干扰性能测试 |
结束语 |
致谢 |
参考文献 |
作者在读期间的研究成果 |
四、一种基于二次扩频的帧同步提取的FPGA实现(论文参考文献)
- [1]盲同步算法研究与FPGA实现[D]. 柳娜娜. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]Link 16数据链物理层关键技术的研究与验证[D]. 陈安旭. 电子科技大学, 2020(07)
- [3]抗直升机旋翼遮挡卫星通信系统的FPGA实现[D]. 李小林. 电子科技大学, 2020(07)
- [4]切普扩频隐蔽通信系统设计与性能分析及实现[D]. 赵树瑞. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [5]测控接收机综合基带算法研究与实现[D]. 段培豪. 重庆大学, 2019(01)
- [6]多模式机载扩频数据链同步技术研究及FPGA实现[D]. 张南根. 北京理工大学, 2018(07)
- [7]多系统卫星导航信号跟踪电文处理研究与实现[D]. 李晴. 北京理工大学, 2016(08)
- [8]基于FPGA的实时仿真系统的设计与实现[D]. 唐辉艳. 北京邮电大学, 2011(09)
- [9]FDMA/CWTDM卫星通信系统地面终端的设计与实现[D]. 刘海. 西安电子科技大学, 2006(02)
- [10]一种基于二次扩频的帧同步提取的FPGA实现[J]. 陈惠珍,田红心,易克初. 电子设计应用, 2004(01)