現場可編程門陣列(FPGA)是近年來迅速發展起來的新型可編程器件。隨著它的不斷應用和發展,也使電子設計的規模和集成度不斷提高。同時也帶來了電子系統設計方法和設計思想的不斷推陳出新。 隨著數字電子技術的發展,數字信號處理的理論和技術廣泛的應用于通訊、語音處理、計算機和多媒體等領域。快速傅里葉變換(FFT)作為數字信號處理的核心技術之一,是離散傅里葉變換的運算時間縮短了幾個數量級。FFT已經成為現代信號處理的重要理論之一。 該文的目的就是研究如何應用FPGA實現FFT算法,研制具有自己知識產權的FFT信號處理器具有重要的理論意義和實用意義。 設計采用基4算法設計了一個具有實用價值的FFT實時硬件處理器。其中使用了改進的CORDIC流水線結構設計了FFT的蝶型運算單元,將硬件不易于實現、運算緩慢的乘法單元轉換成硬件易于實現、運算快捷的加法單元。并根據基4算法的尋址特點設計了簡單快速的地址發生器。整體采用流水線的工作方式,并將雙端口RAM、只讀ROM全部內置在FPGA芯片內部,使整個系統的數據交換和處理速度得以提高。 整個設計利用ALTERA公司提供的QUARTUSⅡ4.0開發軟件,采用先進的層次化設計思想,使用一片FPGA芯片完成了整個FFT處理器的電路設計。整體設計經過時序仿真和硬件仿真,運行速度達到100MHz以上。
上傳時間: 2013-07-01
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本文重點研究的是補償編碼鍵控(CCK)的調制與解調算法原理,以及基于FPGA進行的系統設計實現。作為IEEE802.11b標準中關鍵的調制技術,CCK碼具有良好的相關特性,能夠在高速率傳輸數據的同時有效的克服多徑效應。本文首先對WLAN的結構和特點進行了簡單介紹,對其中的IEEE802.11b標準進行了研究,并著重分析了其物理層基帶部分的結構和規范。然后系統的介紹了CCK碼的特點,重點對11Mb/s模式下基于“基本CCK碼字集”的CCK調制原理和基于快速沃爾什變換(FWT)塊的CCK解調原理進行了分析討論。接下來通過在Matlab中對調制和解調方案的仿真,得到了正確的理論數據,并驗證了系統設計的可行性。最后在Xilinx公司的ISE6.2開發環境下,使用硬件描述語言Verilog HDL對CCK調制和解調系統在FPGA中進行了設計,然后將整個系統在ModelSim中進行了功能仿真。理論分析和仿真結果的比較表明系統設計是正確的,而且系統性能良好。 本文所設計的基于FPGA的CCK調制和解調系統具有集成度高、穩定性強和能夠在線軟件更新等特點。研究成果可以給將來設計更高性能、更高集成度的基帶WLAN芯片提供基礎。
上傳時間: 2013-06-02
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移動通信是目前通信技術中發展最快的領域之一,CDMA技術憑借其良好的抗噪性、保密性和低功率等優勢成為第三代移動通信的關鍵技術。目前大規模可編程邏輯器件FPGA為CDMA移動通信系統的設計提供了新的技術手段。 本文在深入分析CDMA通信系統的原理和特點的基礎上,提出了CDMA基站基帶系統的總體設計方案,論述了CDMA基站基帶系統前向鏈路和反向鏈路中各個信號處理模塊的工作原理,對CRC編碼模塊、卷積編碼模塊、塊交織器、PN碼生成器、Walsh碼發生器、基帶成形濾波器、QPSK調制器、PN碼捕獲與跟蹤模塊、Viterbi譯碼器等CDMA基站基帶系統的各個模塊進行了基于FPGA的建模和設計,取得了一些有價值的階段性成果。這些對CDMA移動通信系統進行深入探索、研究和設計,具有一定的學術意義和應用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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本文對OFDM基帶調制解調系統的:FPGA設計進行了研究和論述,重點實現其中的RS碼編、譯碼模塊和基帶成形濾波器模塊。本文首先介紹了OFDM調制的原理和OFDM基帶調制解調系統的總體設計,以及FPGA設計的基本原則。接著介紹了RS碼的編碼原理和時域迭代譯碼算法,在此基礎上設計實現RS碼編碼器和譯碼器。然后介紹了成形濾波的原理和多種實現成形濾波器的結構,采用多相結構設計實現了平方根升余弦滾降濾波器。
上傳時間: 2013-06-11
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正交頻分復用(OFDM)是一種無線環境下的高速傳輸技術,它使用一系列低速子載波并行傳輸數據,具有抗多徑干擾的能力、能以很高的頻譜利用率實現高速數據傳輸等優點。數字音頻廣播(DAB)系統中采用OFDM調制技術。 本文首先概述了OF'DM的基本原理和實現方法,分析了DAB中不同模式下OFDM調制的參數和特點。實現OFDM的核心技術是快速傅立葉變換(FFT)。本文在分析研究了多種FFT算法的基礎上選擇了最適合FPGA實現的,滿足DAB系統中OFDM調制要求的FFT算法,即將2048點FFT分解為基-4和基-2混合基算法。 本文研究重點是使用FPGA實現2048點復數FFT處理器。2048點FFT由五級基-4運算和一級基-2運算組成。針對這一算法以及FPGA特點,進行系統結構設計、各個模塊設計、FPGA實現和測試。一個基-4和基-2復用的蝶形運算模塊是整個FFT處理器的核心部分。此外系統還包括:系統控制模塊,地址產生模塊,RAM和ROM。本文特別針對2048點按頻率抽取基-4/2順序處理的FFT處理器提出了一種巧妙的數據地址和旋轉因子地址生成的方法。 仿真和驗證表明,運算的結果可以達到一定的精度要求,運算速度滿足系統要求,說明該OFDM調制器的設計是可行的,可以應用于DAB系統中
上傳時間: 2013-06-05
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隨著數字電子技術的發展,數字信號處理的理論和技術廣泛的應用于通訊、語音處理、計算機和多媒體等領域。快速傅立葉變換(FFT)使離散傅立葉變換的運算時間縮短了幾個數量級,在數字信號處理領域被廣泛應用。FFT已經成為現代信號處理的重要手段之一。 現場可編程門陣列(FPGA)是近年來迅速發展起來的新型可編程器件。隨著它的不斷應用和發展,也使電子設計的規模和集成度不斷提高。同時基于FPGA實現FFT的設計方法和思想被提出。本次設計的目的是快速傅立葉變換(FFT)的FPGA實現。 此文在分析了快速傅立葉算法的基礎上,提出了一種頻率抽取基4 FFT的FPGA設計方案,針對現有FFT的FPGA實現過程中蝶形運算需要頻繁乘以多個旋轉因子提出了改進方法,減少了旋轉因子的乘法次數和存儲空間,加快了蝶形運算的速度,設計的地址映射方法,無需運算即可得到所需數據的存放地址,并結合采用乒乓結構和流水線方式,來提高快速傅立葉變換(FFT)FPGA實現的速度。描述了一片FPGA芯片內完成了整個FFT處理器的電路設計,經過模塊時序仿真和數據的驗證及測試,達到工作在50MHz時鐘頻率的設計要求。最后對后續設計做了描述,并對用FPGA實現FFT做了展望。
上傳時間: 2013-04-24
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1992年5月,JoeMitola首次明確提出了軟件無線電的概念。軟件無線電將模塊化、標準化的硬件單元連接構成硬件平臺,通過軟件加載實現各種無線通信功能。端到端重配置技術是在軟件無線電的基礎上發展起來的,該技術使通信系統不僅具有重配置的能力,還能提供一體化的重配置管理架構,實現聯合無線資源管理和網絡規劃。端到端重配置技術已經成為軟件無線電的發展趨勢。 寬帶無線接入(BWA,BroadbandWirelessAccess)是當前通信界研究的熱點之一,而WiMax和WiFi是BWA中最熱門的兩個技術,所以本文選擇了IEEE802.16-2004與IEEE802.11a,設計了基于其物理層標準的可重配置OFDM基帶系統。它們均采用正交頻分復用技術(OFDM,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)。 本文研究了IEEE802.16-2004與IEEE802.11a物理層標準,結合Altera公司提供的FPGA開發工具QuartusⅡ、Mentor公司仿真工具ModelsimSE6.0,完成了基于IEEE802.16-2004及IEEE802.11a的可重配置OFDM基帶系統的FPGA設計。該設計中,對FPGA進行重新配置,實現了802.16-2004與802.11a兩種技術的完全重配置;通過選擇不同的參數來調用不同子模塊,實現802.16-2004與802.11a內部不同調制技術的局部重配置。該可重配置基帶系統核心的FFT/IFFT。模塊采用基4按頻率抽取及Cordic算法,消除乘法運算,有利于FPGA實現;在802.16-2004系統中,選取了基于前導序列的符號同步算法,在FPGA中實現。最后使用開發軟件、綜合軟件以及仿真軟件分析了系統的性能并給出了系統的性能指標。
上傳時間: 2013-05-19
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基于FPGA的UHF多協議RFID基帶信號處理
上傳時間: 2013-07-18
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GPS軟件接收機基帶處理算法研究與FPGA實現
上傳時間: 2013-07-17
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近幾年來,OFDM技術引起了人們的廣泛注意,根據這項新技術,很多相關協議被提出來。其中WiMax代表空中接口滿足IEEE802.16標準的寬帶無線通信系統,IEEE標準在2004年定義了空中接口的物理層(PHY),即802.16d協議。該協議規定數據傳輸采用突發模式,調制方式采用OFDM技術,傳輸速率較高且實現方便、成本低廉,已經成為首先推廣應用的商業化標準。本文對IEEE802.16d OFDM系統物理層進行了研究,并在XILINX公司的Virtexpro II芯片上實現了基帶算法。 ⑴探討了OFDM基本原理及其關鍵技術。根據IEEE802.16d OFDM系統的物理層發送端流程搭建了基帶仿真鏈路,利用MATLAB/SIMULINK仿真了OFDM系統在有無循環前綴(CP)、多徑數目不同等情況下的性能變化。由于同步算法和信道估計算法計算量都很大,為了找到適合采用FPGA實現的算法,分析了同步誤差和不同信道估計算法對接收信號的影響,并結合計算量的大小提出了一種新的聯合同步算法,以及得出了LS信道估計算法最適合802.16d系統的結論。 ⑵完成了基帶發射機和接收機的FPGA硬件電路實現。為了使系統的時鐘頻率更高,采用了流水線的結構。設計中采用編寫Verilog程序和使用IP核相結合的辦法,實現了新的聯合同步算法,并且通過簡化結構,避免了信道估計算法中的繁瑣除法。利用ISE9.2i和Modelsim6.Oc軟件平臺對程序進行設計、綜合和仿真,并將仿真結果和MATLAB軟件計算結果相對比。結果表明,采用16位數據總線可達到理想的精度。 ⑶采用串口通信的方式對基帶系統進行了驗證。通過串口通信從功能上表明該系統確實可行。
上傳時間: 2013-04-24
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