生物醫(yī)學(xué)信號是源于一個生物系統(tǒng)的一類信號，像心音、腦電、生物序列和基因以及神經(jīng)活動等，這些信號通常含有與生物系統(tǒng)生理和結(jié)構(gòu)狀態(tài)相關(guān)的信息，它們對這些系統(tǒng)狀態(tài)的研究和診斷具有很大的價值。信號拾取、采集和處理的正確與否直接影響到生物醫(yī)學(xué)研究的準(zhǔn)確性，如何有效地從強噪聲背景中提取有用的生物醫(yī)學(xué)信號是信號處理技術(shù)的重要問題。 設(shè)計自適應(yīng)濾波器對帶有工頻干擾的生物醫(yī)學(xué)信號進行濾波，從而消除工頻干擾，獲得最佳的濾波效果是本研究要解決的問題。生物醫(yī)學(xué)信號具有信號弱、噪聲強、頻率范圍較低、隨機性強等特點。由于心電(electrocardiogram，ECG)信號的確定性、穩(wěn)定性、規(guī)則性都比其他生物信號高，便于準(zhǔn)確評估和檢測濾波效果，本研究采用ECG信號作為原始的模板信號。 本研究將新的電子芯片技術(shù)與現(xiàn)代信號處理技術(shù)相結(jié)合，從過去單一的軟件算法研究，轉(zhuǎn)向軟件與硬件結(jié)合，從而提高自適應(yīng)速度和精度，而且可以使系統(tǒng)的開發(fā)周期縮短、成本降低、容易升級和變更。 采用現(xiàn)場可編程邏輯器件(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)作為新的ECG快速提取算法的硬件載體，加快信號處理的速度。為了將ECG快速提取算法轉(zhuǎn)換為常用的適合于FPGA芯片的定點數(shù)算法，研究中詳細分析了定點數(shù)的量化效應(yīng)對自適應(yīng)噪聲消除器的影響，以及對浮點數(shù)算法和定點數(shù)算法的復(fù)合自適應(yīng)濾波器的各種參數(shù)的選擇，如步長因子和字長選擇。研究中以定點數(shù)算法中的步長因子和字長選擇，作為FPGA設(shè)計的基礎(chǔ)，利用串并結(jié)合的硬件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)自適應(yīng)濾波器，并得到了預(yù)期的效果，準(zhǔn)確提取改善后的ECG信號。 研究中，在MATLAB(Matrix Laboratry)軟件的環(huán)境下模擬，選取帶有50Hz工頻干擾的不同信噪比的ECG原始信號，在浮點數(shù)情況下，原始信號通過采用最小均方LMS(LeastMean Squares)算法的浮點數(shù)自適應(yīng)濾波器后，根據(jù)信噪比的改善和收斂速度，確定不同的最佳μ值，并在定點數(shù)情況下，在最佳μ值的情況下，原始信號通過采用LMs算法的定點數(shù)自適應(yīng)濾波器后，根據(jù)信噪比的改善效果和采用硬件的經(jīng)濟性，確定最佳的定點數(shù)。并了解LMS算法中步長因子、定點數(shù)字長值對信號信噪比、收斂速度和硬件經(jīng)濟性的影響。從而得出針對含有工頻干擾的不同信噪比的原始ECG，應(yīng)該采用什么樣的μ值和什么樣的定點數(shù)才能對原始ECG的改善和以后的硬件實現(xiàn)取得最佳的效果，并根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)和結(jié)果，在FPGA上實現(xiàn)自適應(yīng)濾波器，使自適應(yīng)濾波器能對帶有工頻干擾的ECG原始信號有最佳的濾波效果。
上傳時間： 2013-04-24
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上傳時間： 2013-04-24
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上傳時間： 2013-07-29
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隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對移動通信及寬帶無線接入業(yè)務(wù)需求的不斷增長，無線頻譜資源顯得日益匱乏。因此，如何提高頻譜利用率，一直以來就是無線通信領(lǐng)域研究的主要任務(wù)。認(rèn)知無線電的提出成為當(dāng)下解決頻譜資源稀缺的一個有效方法。而認(rèn)知無線電的特性要求認(rèn)知無線系統(tǒng)必須具備一個可重構(gòu)的自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器。因此，對于認(rèn)知無線電平臺中自適應(yīng)可重構(gòu)調(diào)制解調(diào)器的深入研究具有重大的意義。 軟件無線電是實現(xiàn)認(rèn)知無線電的理想平臺。本文首先闡述了軟件無線電的基本工作原理及關(guān)鍵技術(shù)，對多速率信號處理中的內(nèi)插和抽取、帶通采樣、數(shù)字下變頻、濾波等技術(shù)進行了分析與探討，為設(shè)計自適應(yīng)可重構(gòu)調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。然后介紹了認(rèn)知無線電系統(tǒng)的構(gòu)成和基本工作方式，接著重點研究了其中通信模塊的FPGA實現(xiàn)。在通信模塊的實現(xiàn)中，研究了基于認(rèn)知無線電的BPSK、π/4 DQPSK、8PSK及16QAM調(diào)制解調(diào)技術(shù)，簡要論述了他們的基本概念和原理，并給出了設(shè)計方案。接著按信號流程逐一介紹了各個功能模塊在DSP+FPGA硬件平臺上的實現(xiàn)，并對得到的數(shù)據(jù)進行了分析，給出了性能測試結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合認(rèn)知無線電系統(tǒng)的要求，提出了可變調(diào)制方式，可變傳輸帶寬的自適應(yīng)可重構(gòu)調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計方案，并對其中一些關(guān)鍵模塊的硬件實現(xiàn)給出了分析，同時給出了收端波特率識別的策略。最后，論文提出了一些新的自適應(yīng)技術(shù)，如波特率估計、信噪比估計等，并給出了應(yīng)用這些技術(shù)的自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器的改進方案。
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上傳時間： 2013-06-17
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上傳時間： 2013-06-17
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·摘 要:本文根據(jù)當(dāng)今現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，對QPSK信號的工作原理進行了分析。利用Simulink仿真工具設(shè)計出一個QPSK仿真模型，以衡量QPSK存高斯白噪聲信道中的性能，并對仿真結(jié)果進行了分析。[著者文摘]
上傳時間： 2013-04-24
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