合成孔径雷达高分辨率成像虚拟仿真实验平台设计

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统组成复杂,搭载于飞机、卫星等运动平台上才可实现数据获取,难以开展基于SAR雷达实物的实验教学。为解决此问题,设计并搭建了SAR高分辨率成像虚拟仿真实验平台。该虚拟仿真实验平台将系统设计技术、实验设计技术、数据采集过程、信号处理技术、图像评估技术等SAR实验的完整流程进行了高展示度、高保真度、高交互性的计算机模拟。一方面,该虚拟仿真实验可以帮助学生理解SAR设计、工作和应用的流程,巩固相关课程基础知识,激发学习雷达信号处理知识的兴趣;另一方面,可以考查学生对相关知识的综合应用能力,增强学生解决实际问题的技能。该仿真平台已成功应用于虚拟仿真教学课程实践,教学效果良好,对培养新工科技术型人才具有重要意义。

OFDM System Implementation in DSP Platform TMS320C6678

The Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system is already used in commercial applications and is capable to deal with Intersymbolic Interference (ISI) caused by multipath channels. This system gained popularity after the application of the Fast Fourier Transform (FFT) and its inverse (IFFT) to modulate the signal in many subcarriers. This paper discusses implementation aspects of an OFDM system;such system is characterized by considering real constraints, including the memory consumption and the processing time. The OFDM modulator, channel samples and OFDM demodulator were implemented entirely in the DSP TMS320C6678 platform. As a proof-of-concept, a 256-QAM OFDM BER performance is compared with theoretical values. Moreover, the memory size is not demanding, consuming very few resources. It was observed a very high number of DSP clock cycles needed for the OFDM signal modulation, corresponding to more than 4 times the number used in demodulating the signal.

基于LabVIEW-VISA的传感器检测虚拟实验平台设计

为提升应用本科机电专业学生智能传感应用能力,设计传感器检测虚拟实验平台。提出基于LabVIEWVISA的传感器检测虚拟实验平台及实验方法,在LabVIEW-VISA应用设计基础上搭建了传感器检测虚拟实验平台整体架构;设计了传感器实验箱、MyDAQ便携式测量、万用表、应变式传感器等主要硬件;进行了数据采集模块、数据处理、输出模块及信号处理电路等软件设计,利用信号处理电路实现数据在平台中的双通道传输,实现了预期目标。结果表明,设计的传感器检测虚拟实验平台实验验证灵敏度高、线性误差小,有利于提高人才实践动手能力培养。

面向异构信号处理平台的量子调度算法

针对异构信号处理平台中已有调度算法的调度长度较大导致信号处理应用实时性下降问题,文中提出一种面向异构信号处理平台的量子调度算法。该算法采用任务优先级分流排序策略,得到更加准确的任务调度顺序。使用量子比特对任务分配方案进行编码,增加任务分配方案的多样性,且编码规则有助于跳出局部最优找到全局最优解。按照最小计算开销原则和任务复制思想进行处理器分配,减少任务间通信开销,并通过量子旋转门对量子编码方案进行更新,不断逼近最优解。仿真结果表明,所提算法能够减少调度长度,提升信号处理应用的实时性,进而提高平台的工作效率。

异构多平台信号处理任务调度研究

简单的并行计算或单一异构平台已经无法满足计算量大、复杂度高的信号处理和任务调度需求,异构多平台系统已经成为信号处理和任务调度的发展趋势。针对提高平台的吞吐量、处理器的利用率以及任务的感知等问题,文中对异构多平台信号处理模型进行了研究,并利用有向无环图对调度任务和软硬件资源建模。基于已提出的调度算法,对任务调度进行了归纳总结、对比分析,发现基于任务感知的混合调度算法能够较好地满足平台调度需求。利用基于任务感知的混合调度算法解决信号处理中的任务调度将是未来研究发展的趋势。

面向典型载荷的信号处理平台发展分析

随着信号处理算法的升级发展,信号处理系统对算力、运力、功耗、应用开发方式、可升级性提出了更高的要求。因此,信号处理系统架构也随着处理器、总线标准的发展不断升级,传统单一架构的计算平台已难以满足多样性算力需求,异构计算技术在各个领域得到应用和发展。本文概述了载荷处理的特点、信号处理平台的发展历程、不同体系结构处理平台特点,并就未来载荷处理平台的发展趋势给出预测。

基于SiP技术的信号处理通道设计

随着军用无人机等航电系统不断朝着小型化、智能化、综合化的方向发展,如何有效满足装备的低SWaP(Size,Weight and Power)要求成为一大难题。介绍了某型宽带综合化数字预处理模块的研制,利用“裸芯片+高密度基板”系统级封装(SiP)的方式对信号处理平台(DSP、FPGA、SerDes和DDR芯片)进行集成,替代目前业界普遍采用的“封装芯片+印制板+平面集成”的传统方式,实现宽带综合化数字信号处理模块的高密度集成。在主要性能指标(可编程逻辑资源、定点处理能力、浮点处理能力、数据传输速率)不变的情况下,使得信号处理模块的面积降低为45 mm×45 mm,重量降低到103 g。

一种基于Simulink的雷达主动信号处理仿真平台的设计与实现

针对传统的雷达信号处理算法因多采用硬件实现方式,不仅成本高,且实时性和灵活性不足的问题,提出一种基于Simulink的雷达主动信号处理仿真平台方案,并进行工程实现。平台具备良好的拓展性和灵活性,有效提高了雷达设计和开发的工作效率,可为相关设计提供参考。

车站信号控制虚拟仿真实验平台建设与探索

文章围绕轨道交通信号与控制专业课程培养目标,对车站信号控制虚拟仿真实验平台建设进行思考和总结,进而推动轨道交通信号与控制专业虚拟实验室建设的可持续和良性发展。首先,文章阐述了虚拟仿真实验平台的建设理念和总体思路;其次,文章通过虚拟仿真平台架构和功能模块对平台建设进行论述;最后,文章结合车站信号自动控制课程内容,进行实验内容设置和实验操作的过程评价。文章所提出并设计的虚拟仿真实验平台能够模拟车站信号自动控制各环节场景,使学生能够“一对一”地开展车站信号自动控制课程的相关实验和实践活动,自主完成学习,实现理论与实践的一体化教学。

一种阀厅升降平台车平台载荷分布不均衡报警装置

针对阀厅升降平台车应用中出现的载荷分布不均衡问题,设计一种实时监测并报警的装置。首先,选择适用于载荷分布检测的压力、位移传感器。其次,对传感器采集的信号进行处理,实现对载荷分布的实时监测和分析。最后,设计声光报警以满足户外作业场景需求。实验验证表明,该装置能够有效监测载荷分布情况,并在出现异常时及时发出警报,有助于保障设备和操作人员安全。

Xilinx SRAM型FPGA抗辐射设计技术研究

针对Xilinx SRAM型FPGA在空间应用中的可行性,分析了Xilinx SRAM型FPGA的结构,以及空间辐射效应对这种结构FPGA的影响,指出SRAM型的FPGA随着工艺水平的提高、器件规模的增大和核电压的降低,抗总剂量效应不断提高,抵抗单粒子效应,尤其是单粒子翻转和单粒子瞬态脉冲的能力降低。分析了FPGA综合后常见的Half-latch在辐射环境中的影响并结合实际工程实践给出了解决上述问题的一些有用办法和注意事项,如,冗余设计、同步设计、算术逻辑运算结果校验、自检等。最后还提出一种基于COTS器件的“由顶到底”的星载信号处理平台结构,分析了这种结构在抵抗辐射效应时的优势。有关FPGA抗辐射的可靠性设计方法已经在某卫星通信载道中成功应用,并通过了各种卫星环境试验,该技术可以为有关航天电子设备设计提供参考。

基于MatlabGUI的数字信号处理演示平台设计

利用Matlab GUI设计并发布了可独立运行的数字信号处理课程的实验演示平台。该平台涵盖离散时间信号与系统的时域分析和频域分析、数字滤波器系统设计两大模块,实现了数字信号处理课程中核心教学内容的交互式实时动态仿真。课堂使用结果表明,该平台具有界面友好、便于使用、参数可变、验证结果正确等特点,各章节模块间逻辑结构清晰、更利于提高课堂授课的效果及学生对核心知识的理解。

基于LabVIEW的数字核信号处理平台的研发

数字核信号处理平台的研发对数字核谱仪设计中的信号处理方案与参数的选择具有重要意义。基于LabVIEW的数字核信号处理平台的研发,主要实现数字核信号的滤波成形、堆积识别、幅度提取、计数率校正功能,处理的数字核信号可以是系统中实际采样的核脉冲信号,也可是实验中的仿真数据。论文采用LabVIEW的虚拟仪器技术,结合计算机硬件资源,通过对实际采样的核脉冲信号进行处理,搭建了一套数字核信号处理平台,节约了开发成本,人机交换界面友好直观、操作方便,在实际研究与应用中具有广泛的意义与价值。

基于移动网络信令数据的实时人流量统计方法

为了实现城市区域人流量实时动态性、有效性统计,提出一种基于现网移动网络信令数据对城市自定义区域实时人流量进行监测的方法。该方法充分利用现网移动信令数据样本容量大、覆盖范围广、数据稳定可靠的特点,通过对手机信令数据相关字段分析挖掘,结合GIS技术实现了自定义区域实时人流量智能化统计。经过北京移动信令处理平台应用,该方法较为有效,能对北京市各区域实时人流量进行较为准确的统计。

一种调试DSP信号处理系统的平台

用任意波形发生器、DSP处理系统和个人计算机搭建了一个数字信号处理系统调试和考核平台。该平台可以产生更加接近实际情况的信号,考核数字信号处理算法。通过Matlab编制的GUI界面,实现对DSP应用系统的调试,并将运行结果实时显示在图形界面上。平台解决了DSP信号处理系统调试和验证中的困难,为系统的开发提供了方便。

基于LEAD平台的多极子声波测井分析系统的开发和应用

基于LEAD2.1平台开发了一套完整的多极子声波测井分析系统(MAAS)。MAAS包括速度分析、衰减分析、岩石力学分析与压裂高度预测、各向异性分析以及渗透率分析等五大功能模块;能处理MAC、MACII、XMAC、XMACII、DSI、WAVESONIC等多极子阵列声波测井资料,且集成了Geoframe、eXpress和Petrosite等3个平台声波处理模块的优势。给出了全面测试和初步应用的结果。经过多口井资料的测试,该系统的处理效果基本达到了国外软件的水平,且克服了国外软件只能处理单一格式数据的局限。

便携式数字信号处理课程实验教学平台设计

利用DSP配合FPGA为硬件架构,设计实现了低成本、便携式的数字信号处理实验教学平台。该平台以数字信号处理器TMS320VC5509A为数据处理核心,通过FPGA对USB、ADC和DAC等外围设备进行控制,使实验系统能够与PC机进行通信,并完成模拟信号和数字信号间的转换功能。此外,该平台还可实现频谱分析、数字滤波器设计等经典数字信号处理算法。硬件调试结果表明,该平台可以产生信号处理所需的基本信号,并实现数字信号处理基本实验,利用该平台完成数字信号处理实验,可大大增强实验课程的直观性。

基于多种信号处理方法的电能质量虚拟仿真实训平台

针对电力系统中电能质量问题的分析,为强化理论结合实践,锻炼学生的仿真实验能力,构建了基于多信号处理方法的电能质量虚拟仿真实训平台。该平台采用以数字信号处理器DSP为核心构建的下位机的数据采集系统,上位机在Lab VIEW和Matlab开发环境下,针对不同的电能质量问题,选择小波变换、S变换、HHT变换等不同的信号处理方法,实现电能质量问题的特征提取和分析。通过合理利用和有效管理该实训平台,能够开发多种实验项目,优化配置实验室资源,改革人才培养模式和考核方式,全面提高学生对硬件设计和软件仿真的综合实践能力。

遥感图像的实时云判技术

通过提取多种特征,采用最小距离分类方法,对卫星遥感图像中的基本图像单元进行云图和地物的区分,算法复杂度小,正确识别率达到90%.以分幅为单位设计剔除规则,将大块云图数据进行剔除.使用高速信号处理手段,将算法移植到数字信号处理器(DSP)板卡中,使其能够充分有效地利用通用DSP系统丰富的计算资源,实时完成云判算法和剔除功能.系统在某地面站接收系统中获得应用,性能指标达到要求,提高了地面站系统的信息处理能力和自动化程度.

基于DSP的信号与系统仿真实验平台的设计

提出了一种基于DSP的信号与系统仿真实验平台实现方案.这一实验平台采用了将软件和硬件有机结合来进行仿真的方法,当用户在计算机界面上进行实验操作时,实验结果波形可以在实际的示波器上显示出来.仿真实验平台的软件方面主要是编写了一个在主机上运行的用户界面,用以将仿真实验的内容完整地展示给用户,并允许用户进行实验操作.硬件方面则使用一块以DSP系统为核心的实验板与主机通信,主要功能是将用户进行的实验操作进行计算,并将结果通过仿真,在示波器上显示出来.从而使使用者获得较为真实的实验感受,对信号处理有一个更深层次的认识.