在某些高动态弱信号场景中, 载波相位难以锁定。为实现对高动态弱全球导航卫星系统(GNSS)信号的跟踪, 考虑锁频环较锁相环更为鲁棒, 提出了一种基于锁频环(FLL)+差分解调的算法, 实现对 GNSS信号的跟踪和解调。该算法采用二阶 FLL实现对卫星信号的频率进行跟踪, 差分解调算法实现对比特数据的解调。工程应用上, 算法采用现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP)的架构实现, 在 FPGA中实现信号的跟踪信号的前处理, 在 DSP中实现跟踪环路算法、位同步和差分解调。本文在 Matlab平台中实现算法的仿真, 通过模拟器平台和对天接收真实的 GNSS信号对算法进行验证。仿真结果与实验结果表明, 该算法在高动态弱信号条件下能实现对卫星信号的稳定跟踪和数据的解调, 克服了锁相环难以锁定导致数据无法解调的难题, 最终实现 GNSS信号在该条件下的位置、速度和时间(PVT)解算。

为解决脉冲信号对导频产生干扰进而导致马赫-曾德尔电光调制器(MZM)工作点无法稳定的问题,提出了一种导频自适应的偏压控制技术。采用数字控制系统生成频率可变的导频,由快速傅里叶变换分析反馈信号的谐波分量,可以将MZM锁定于传输曲线的最低偏置点。通过实时监测偏置电压输出,自主改变导频频率,避免脉冲信号对导频的影响,实现了高消光比的激光脉冲调制。结果表明,激光脉冲的重复频率与导频一次谐波频率接近时,脉冲信号会影响调制器工作点的稳定,该系统可以实现导频频率在0.45~2 kHz范围内的自适应变化,满足不同重复频率的激光脉冲调制需求。脉冲峰值为10 V、占空比为10 %时,调制光脉冲的消光比可达26 dB,相较于脉冲信号对导频产生干扰时,输出脉冲消光比提高了约24 dB。

提出一种浮点型数字信号处理器 (DSP)硬核结构，在兼容定点数运算的同时，也为浮点数运算提供较好支持。目前各大现场可编程门阵列 (FPGA)主流厂商在实现浮点数运算功能时均采用软核实现方式，即将浮点数运算算法映射到芯片上，通过逻辑资源和 DSP模块实现。相比于传统方法，提出的硬核结构在不占用 FPGA中其他逻辑资源情况下，仅利用 DSP模块便能完成浮点数运算。设计中，充分考虑负载和时延影响，插入多级流水线，显著提高浮点数的计算效率。采用中芯国际 (MCI)28 nm工艺设计并完成所提出的浮点型 DSP硬核结构。仿真结果表明，所提出的硬核结构的单个浮点数加法和乘法效率为 0.4 Gflops。

为了解决在实时处理中多数合成孔径雷达(SAR)算法存在的运算量大、耗时长等问题，提出基于多核数字信号处理器(DSP)以及串行高速互联接口(SRIO)的一种新硬件解决方法。主要讨论了现场可编程门阵列(FPGA)+DSP架构下采用多核DSP和SRIO实现SAR算法的主要流程，并在多核DSP中使用流水线技术优化快速傅里叶变换(FFT)算法。通过使用多核DSP和流水线技术以及SRIO技术，使数据运算、传输速率更快，达到缩短运算时间的目的。

针对图像类跟踪系统准确性和实时性的要求, 设计了一种以TMS320DM642高速数字信号处理器为控制核心的目标跟踪半实物仿真系统, 阐述了软硬件两部分功能的实现方案。将硬件电路划分为视频采集、视频处理以及外围电路3个模块。首先由CMOS图像传感器MT9V032提取视频图像, 经A/D转换单元将数字化信号传送至DM642; 同时结合背景差分法与Mean Shift跟踪算法确定目标位置, 将偏移向量传输至伺服系统驱动云台同步转动, 完成目标精确跟踪。实验结果表明, 所提出的软硬件设计方案可较好地实现运动目标的实时检测与跟踪, 为视频跟踪技术提供性能仿真平台。

工程应用中，定点数字信号处理器 (DSP)因其可编程、速度快、功耗小、成本低等特点在数字系统中被广泛使用。但由于定点 DSP数据动态范围小，在其上依定义计算复数的模值会带来“数据溢出”的问题。介绍了一种基于定点 DSP的复数求模值近似算法。该算法以复数模值的工程近似计算方法为基础，对其进行优化并在定点 DSP中进行算法实现。通过算法优化，可以在数据不溢出的前提下大幅提高复数求模的精确度。

利用可调谐二极管激光吸收光谱技术检测气体浓度时，为了从红外传感信号中提取一次及二次谐波信号来表征气体浓度，研发了一种基于数字信号处理器的数字正交锁相放大器.介绍正交锁相放大原理，设计谐波提取算法，给出数字正交锁相放大器的软硬件实现方案.利用配备的浓度为1%~5%的甲烷样品以及研制的锁相放大器，开展气体实验.实验结果显示，当甲烷浓度为5%时，在二次谐波对应的频率点处，测得的系统信噪比为34 dB，表明设计的锁相放大器具有较好的性能；测得的二次与一次谐波信号峰峰值的比值与气体浓度成线性关系；考虑动态配气以及气体沿管道传输的时间，检测系统的响应时间约为96~98 s；气体浓度为20 000 ppm时，测试浓度波动范围为-92 ppm ~ +118 ppm；根据Allan方差预测的系统检测下限为29.52 ppm.与模拟锁相放大器以及商用锁相放大器相比，本文研制的数字正交锁相放大器硬件结构简单、体积小、成本低、易于集成，在红外气体检测领域具有很好的应用前景.

分析了对海红外成像特征以及图像处理的技术难点。设计了一种海空背景下对舰船目标进行自动识别和跟踪的图像处理系统。首先，介绍了采用目标跟踪和识别算法并行工作的软件设计，该设计充分融合跟踪和识别处理信息。然后介绍了基于双DSP 和FPGA 构架的硬件设计，以DSP 作为核心处理单元，FPGA 作为控制单元。最后给出了外场试验实验数据，验证了该红外图像处理系统具有良好的实时性和适应性。

介绍了一种利用数字信号处理（DSP）芯片的便携式光纤外腔式法珀干涉型（EFPI）传感器解调系统。为了实现高速度、高精度的光纤EFPI传感器的解调,提出了一种测量EFPI透射波长的算法。利用DSP通过对EFPI反射波形的实时跟踪,计算透射出的波长值,并根据标定转换为被测量。实验结果表明,解调系统的波长分辨率可达到2pm,动态测量范围高达50nm。

数字信号处理器(DSP)专门针对信号处理而设计, 以其独特的特点在信号处理、图形图像处理、通信、交通、航空航天等领域得到越来越广泛的应用。在图形图像处理领域中, 图像去雾一直是研究热点, 开发时多使用Matlab和C语言仿真, 将其直接移植到DSP中运行效率通常较低, 难以做到实时处理。针对该问题, 提出一种快速有效的图像去雾算法, 优化算法过程, 获得更好的处理结果; 利用TI公司的多核DSP和开发工具, 对C代码进行实时优化和并行处理, 取得很好的优化效果, 能够对低分辨率进行图像去雾的实时处理。