互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信、星基導(dǎo)航是21世紀(jì)信息社會(huì)的三大支柱產(chǎn)業(yè)，而GPS系統(tǒng)的技術(shù)水平和發(fā)展歷程代表著全世界衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r。目前，我國(guó)已經(jīng)成為GPS的使用大國(guó)，衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈也已基本形成。然而，我們對(duì)GPS核心技術(shù)(即如何捕獲衛(wèi)星信號(hào)并保持對(duì)信號(hào)的跟蹤)的研究還不夠深入，我國(guó)GPS產(chǎn)品的核心部分多數(shù)還是靠進(jìn)口。因此，對(duì)GPS核心技術(shù)的研究是非常緊迫的。 本文首先介紹了GPS的定位原理，之后闡述了GPS接收機(jī)的基本原理一直接擴(kuò)頻通信和GPS信號(hào)的結(jié)構(gòu)與特性。從這些方面出發(fā)研究接收機(jī)基帶處理器的捕獲與跟蹤設(shè)計(jì)方案。 設(shè)計(jì)過(guò)程中，先詳細(xì)分析了滑動(dòng)相關(guān)的捕獲算法和基于FFT的快速捕獲算法，并利用matlab進(jìn)行了驗(yàn)證。由于前者靈活性好且可捕獲到高精度的碼相位和載波頻率，適合于本文的硬件接收機(jī)，所以本文確定了滑動(dòng)相關(guān)的捕獲方案。 接著分析了跟蹤環(huán)路的特點(diǎn)，跟蹤模塊采用碼跟蹤環(huán)和載波跟蹤環(huán)耦合的方法實(shí)現(xiàn)。由于GPS系統(tǒng)通常工作在非常低的信噪比環(huán)境中，而非相干環(huán)在低信噪比下環(huán)路跟蹤性能較好，所以碼跟蹤環(huán)采用非相干(DDLL)環(huán)實(shí)現(xiàn)。這種跟蹤環(huán)路采用的鑒相器是能量鑒相器，對(duì)數(shù)據(jù)的調(diào)制和載波相位都不敏感，鑒相器不會(huì)產(chǎn)生不確定量。由于輸入信號(hào)存在180°相位翻轉(zhuǎn)，而COSTAS鎖相環(huán)允許數(shù)據(jù)調(diào)制，對(duì)I支路和Q支路信號(hào)的180°相位翻轉(zhuǎn)不敏感，所以載波跟蹤環(huán)采用COSTAS鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)。上述算法在matlab環(huán)境下得到了驗(yàn)證。 基帶處理器電路的主要模塊在Quartus II8.0開發(fā)平臺(tái)上利用VHDL硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。然后利用EDA仿真工具M(jìn)odelSim-Altera6.1g進(jìn)行了邏輯仿真。本設(shè)計(jì)滿足系統(tǒng)功能和性能的要求，可以直接用于實(shí)時(shí)GPS接收機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為自主設(shè)計(jì)GPS接收機(jī)奠定了基礎(chǔ)。 最后，由于在弱電磁環(huán)境下，捕獲失鎖后32PPS信號(hào)會(huì)丟失。所以設(shè)計(jì)了一個(gè)能授時(shí)和守時(shí)的算法去得到與GPS時(shí)同步的精確授時(shí)秒信號(hào)。并且實(shí)現(xiàn)了這個(gè)算法。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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當(dāng)今，移動(dòng)通信正處于向第四代通信系統(tǒng)發(fā)展的階段，OFDM技術(shù)作為第四代數(shù)字移動(dòng)通信(4G)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，被包括LTE在內(nèi)的眾多準(zhǔn)4G協(xié)議所采用。IDFT/DFT作為OFDM系統(tǒng)中的關(guān)鍵功能模塊，其精度對(duì)基帶解調(diào)性能產(chǎn)生著重大的影響，尤其對(duì)LTE上行所采用的SC_FDMA更是如此。為了使定點(diǎn)化IDFT/DFT達(dá)到較好的性能，本文采用數(shù)字自動(dòng)增益控制(DAGC)技術(shù)，以解決過(guò)大輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍所造成的IDFT/DFT輸出信噪比(SNR)惡化問(wèn)題。 首先，本文簡(jiǎn)單介紹了較為成熟的AAGC(模擬AGC)技術(shù)，并重點(diǎn)關(guān)注近年來(lái)為了改善其性能而興起的數(shù)字化AGC技術(shù)，它們主要用于壓縮ADC輸入動(dòng)態(tài)范圍以防止其飽和。針對(duì)基帶處理中具有累加特性的定點(diǎn)化IDFT/DFT技術(shù)，進(jìn)一步分析了AAGC技術(shù)和基帶DAGC在實(shí)施對(duì)象，實(shí)現(xiàn)方法等上的異同點(diǎn)，指出了基帶DAGC的必要性。 其次，根據(jù)LTE協(xié)議，搭建了從調(diào)制到解調(diào)的基帶PUSCH處理鏈路，并針對(duì)基于DFT的信道估計(jì)方法的缺點(diǎn)，使用簡(jiǎn)單的兩點(diǎn)替換實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化，通過(guò)高斯信道下的MATLAB仿真，證明其可以達(dá)到理想效果。仿真結(jié)果還表明，在不考慮同步問(wèn)題的高斯信道下，本文所搭建的基帶處理鏈路，采用64QAM進(jìn)行調(diào)制，也能達(dá)到在SNR高于17dB時(shí)，硬判譯碼結(jié)果為極低誤碼率(BER)的效果。 再次，在所搭建鏈路的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析和MATLAB仿真，證明了包括時(shí)域和頻域DAGC在內(nèi)的基帶DAGC具有穩(wěn)定接收鏈路解調(diào)性能的作用。同時(shí)，通過(guò)對(duì)幾種DAGC算法的比較后，得到的一套適用于實(shí)現(xiàn)的基帶DAGC算法，可以使IDFT/DFT的輸出SNR處于最佳范圍，從而滿足LTE系統(tǒng)基帶解調(diào)的要求。針對(duì)時(shí)域和頻域DAGC的差異，分別選定移位和加法，以及查表的方式進(jìn)行基帶DAGC算法的實(shí)現(xiàn)。 最后，本文對(duì)選定的基帶DAGC算法進(jìn)行了FPGA設(shè)計(jì)，仿真、綜合和上板結(jié)果說(shuō)明，時(shí)域和頻域DAGC實(shí)現(xiàn)方法占用資源較少，容易進(jìn)行集成，能夠達(dá)到的最高工作頻率較高，完全滿足基帶處理的速率要求，可以流水處理每一個(gè)IQ數(shù)據(jù)，使之滿足基帶解調(diào)性能。
上傳時(shí)間： 2013-05-17
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隨著全球經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)和信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展，越來(lái)越多用戶提出了對(duì)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視訊等寬帶接入業(yè)務(wù)的需求。傳統(tǒng)的接入網(wǎng)技術(shù)己成為新一代寬帶通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的瓶頸，通信網(wǎng)絡(luò)的寬帶化成為一個(gè)必然的趨勢(shì)。在眾多新興的接入技術(shù)中，寬帶無(wú)線接入技術(shù)以其特有的優(yōu)勢(shì)成為近年來(lái)通信技術(shù)市場(chǎng)的最大亮點(diǎn)。基于IEEE802．16e的WiMAX技術(shù)作為一種面向無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)的寬帶接入方案，正以其優(yōu)異的性能和廣闊的市場(chǎng)前景而倍受關(guān)注。 本文是基于WiMAX技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)終端的設(shè)計(jì)，根據(jù)IEEE802.16e協(xié)議，物理層需要對(duì)收發(fā)信息進(jìn)行編解碼、調(diào)制解調(diào)等的處理，其中包含很多運(yùn)算密集的算法；這些處理有些適合硬件邏輯實(shí)現(xiàn)，有些適合數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)，所以設(shè)計(jì)采用了FPGAs+DSPs的實(shí)現(xiàn)方式。考慮對(duì)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的不同處理，在詳細(xì)分析上行和下行鏈路的工作過(guò)程的基礎(chǔ)上，對(duì)模塊的進(jìn)行了詳細(xì)劃分，并對(duì)系統(tǒng)的FPGA部分進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)中本文充分考慮了FPGA和DSP之間處理的優(yōu)缺點(diǎn)，并注意避免器件之間通信的復(fù)雜化，在滿足器件之間數(shù)據(jù)流量的同時(shí)，盡量使數(shù)據(jù)流向簡(jiǎn)單化，避免了延時(shí)增加和接口帶寬調(diào)度的復(fù)雜化。最終整個(gè)設(shè)計(jì)完成完整的802.16e網(wǎng)絡(luò)終端的物理層基帶處理功能。
標(biāo)簽： WiMAX FPGA 網(wǎng)絡(luò)終端 基帶
上傳時(shí)間： 2013-06-01
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本文對(duì)16QAM基帶Modem的FPGA芯片設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究與論述.首先介紹了16QAM調(diào)制的原理和16QAM基帶Modem的FPGA芯片總體設(shè)計(jì),以及一些FPGA設(shè)計(jì)的基本原則.接著介紹了高性能濾波器的FPGA設(shè)計(jì)方法,并采用多相結(jié)構(gòu)濾波器和分布式算法(DA)設(shè)計(jì)了發(fā)送端平方根升余弦滾降濾波器.然后介紹了自適應(yīng)盲均衡器的設(shè)計(jì),該均衡器是一個(gè)復(fù)數(shù)結(jié)構(gòu)的橫向?yàn)V波器,采用復(fù)用抽頭的結(jié)構(gòu)來(lái)節(jié)省資源,本文對(duì)自適應(yīng)均衡器的核心運(yùn)算單元-采用booth編碼算法設(shè)計(jì)的高性能乘累加(MAC)運(yùn)算單元進(jìn)行了詳細(xì)描述.接下來(lái)介紹了載波恢復(fù)環(huán)路的FPGA設(shè)計(jì),這是一個(gè)數(shù)字二階鎖相環(huán),本文推導(dǎo)了數(shù)字二階鎖相環(huán)和模擬二階鎖相環(huán)的對(duì)應(yīng)關(guān)系.DD相位檢測(cè)算法中的反正切函數(shù)tan
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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IEEE802旗下的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議引領(lǐng)了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的新革命，其不斷提升的速度優(yōu)勢(shì)滿足了人們對(duì)于高速無(wú)線接入的迫切要求，在這其中，OFDM技術(shù)所起的作用不可小覷。隨著FPGA、信號(hào)處理和通信技術(shù)的發(fā)展，OFDM的應(yīng)用得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在此情況下，以O(shè)FDM技術(shù)為核心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑蜋C(jī)系統(tǒng)顯得應(yīng)情應(yīng)景而且必要。 本課題在深入理解OFDM技術(shù)的同時(shí)，結(jié)合相應(yīng)的EDA工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模并基于IEEE802.11a物理層標(biāo)準(zhǔn)給出了一種OFDM基帶傳輸?shù)南到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。整個(gè)設(shè)計(jì)采用目前主流的自頂向下的設(shè)計(jì)方法，由總體設(shè)計(jì)至詳細(xì)設(shè)計(jì)逐步細(xì)化。 在系統(tǒng)功能模塊的FPGA實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，針對(duì)XilinxVirtex-Ⅱ芯片對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，通過(guò)采用雙端口RAM、流水、乒乓結(jié)構(gòu)等處理實(shí)現(xiàn)高速的同步的信道編碼的功能模塊；通過(guò)比較符號(hào)定時(shí)的不同算法，給出了基于MultiplierlessCorrelator的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)并給出了仿真波形圖，驗(yàn)證了采用該算法后符號(hào)定時(shí)模塊的資源耗費(fèi)大大降低而功能卻依然和基于乘法器的符號(hào)定時(shí)模塊相當(dāng)；通過(guò)對(duì)Viterbi算法進(jìn)行簡(jiǎn)化，給出了(2，1，6)卷積碼的4比特軟判決Viterbi解碼器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。最后根據(jù)系統(tǒng)所選芯片XC2V3000給出了具有較高配置靈活性的基于SystemACE配置方案的FPGA的硬件原理圖設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)。 本文首先以無(wú)線局域網(wǎng)和IEEE802無(wú)線網(wǎng)絡(luò)家族引出OFDM技術(shù)發(fā)展、研究?jī)r(jià)值及OFDM的優(yōu)缺點(diǎn)，接下來(lái)從OFDM原理入手，簡(jiǎn)要說(shuō)明了OFDM的基本要素以及目前的研究熱點(diǎn)，之后在介紹完IEEE802.11a物理層標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)給出了本原型機(jī)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并從硬件語(yǔ)言設(shè)計(jì)和FPGA硬件原理設(shè)計(jì)兩方面給出了該系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。 隨著OFDM技術(shù)的普及以及未來(lái)通信技術(shù)對(duì)OFDM的青睞，相信本論文的工作對(duì)OFDM基帶傳輸系統(tǒng)的原型設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)具有一定的參考價(jià)值。
標(biāo)簽： 80211a 80211 IEEE FPGA
上傳時(shí)間： 2013-07-13
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本文重點(diǎn)研究的是補(bǔ)償編碼鍵控(CCK)的調(diào)制與解調(diào)算法原理，以及基于FPGA進(jìn)行的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。作為IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)鍵的調(diào)制技術(shù)，CCK碼具有良好的相關(guān)特性，能夠在高速率傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)有效的克服多徑效應(yīng)。本文首先對(duì)WLAN的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，對(duì)其中的IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究，并著重分析了其物理層基帶部分的結(jié)構(gòu)和規(guī)范。然后系統(tǒng)的介紹了CCK碼的特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)11Mb/s模式下基于“基本CCK碼字集”的CCK調(diào)制原理和基于快速沃爾什變換(FWT)塊的CCK解調(diào)原理進(jìn)行了分析討論。接下來(lái)通過(guò)在Matlab中對(duì)調(diào)制和解調(diào)方案的仿真，得到了正確的理論數(shù)據(jù)，并驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。最后在Xilinx公司的ISE6.2開發(fā)環(huán)境下，使用硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL對(duì)CCK調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)在FPGA中進(jìn)行了設(shè)計(jì)，然后將整個(gè)系統(tǒng)在ModelSim中進(jìn)行了功能仿真。理論分析和仿真結(jié)果的比較表明系統(tǒng)設(shè)計(jì)是正確的，而且系統(tǒng)性能良好。 本文所設(shè)計(jì)的基于FPGA的CCK調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)具有集成度高、穩(wěn)定性強(qiáng)和能夠在線軟件更新等特點(diǎn)。研究成果可以給將來(lái)設(shè)計(jì)更高性能、更高集成度的基帶WLAN芯片提供基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： CCK 基帶 調(diào)制 解調(diào)技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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移動(dòng)通信是目前通信技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，CDMA技術(shù)憑借其良好的抗噪性、保密性和低功率等優(yōu)勢(shì)成為第三代移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。目前大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA為CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了新的技術(shù)手段。 本文在深入分析CDMA通信系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了CDMA基站基帶系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，論述了CDMA基站基帶系統(tǒng)前向鏈路和反向鏈路中各個(gè)信號(hào)處理模塊的工作原理，對(duì)CRC編碼模塊、卷積編碼模塊、塊交織器、PN碼生成器、Walsh碼發(fā)生器、基帶成形濾波器、QPSK調(diào)制器、PN碼捕獲與跟蹤模塊、Viterbi譯碼器等CDMA基站基帶系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行了基于FPGA的建模和設(shè)計(jì)，取得了一些有價(jià)值的階段性成果。這些對(duì)CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行深入探索、研究和設(shè)計(jì)，具有一定的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。
標(biāo)簽： FPGA CDMA 基站 基帶系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文對(duì)OFDM基帶調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的：FPGA設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究和論述，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)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(diào)制的原理和OFDM基帶調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，以及FPGA設(shè)計(jì)的基本原則。接著介紹了RS碼的編碼原理和時(shí)域迭代譯碼算法，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)成形濾波器的結(jié)構(gòu)，采用多相結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了平方根升余弦滾降濾波器。
標(biāo)簽： FPGA OFDM 基帶 調(diào)制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-11
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1992年5月，JoeMitola首次明確提出了軟件無(wú)線電的概念。軟件無(wú)線電將模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件單元連接構(gòu)成硬件平臺(tái)，通過(guò)軟件加載實(shí)現(xiàn)各種無(wú)線通信功能。端到端重配置技術(shù)是在軟件無(wú)線電的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，該技術(shù)使通信系統(tǒng)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(gòu)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合無(wú)線資源管理和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。端到端重配置技術(shù)已經(jīng)成為軟件無(wú)線電的發(fā)展趨勢(shì)。 寬帶無(wú)線接入(BWA，BroadbandWirelessAccess)是當(dāng)前通信界研究的熱點(diǎn)之一，而WiMax和WiFi是BWA中最熱門的兩個(gè)技術(shù)，所以本文選擇了IEEE802.16-2004與IEEE802.11a，設(shè)計(jì)了基于其物理層標(biāo)準(zhǔn)的可重配置OFDM基帶系統(tǒng)。它們均采用正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)。 本文研究了IEEE802.16-2004與IEEE802.11a物理層標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合Altera公司提供的FPGA開發(fā)工具QuartusⅡ、Mentor公司仿真工具M(jìn)odelsimSE6.0，完成了基于IEEE802.16-2004及IEEE802.11a的可重配置OFDM基帶系統(tǒng)的FPGA設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)中，對(duì)FPGA進(jìn)行重新配置，實(shí)現(xiàn)了802.16-2004與802.11a兩種技術(shù)的完全重配置；通過(guò)選擇不同的參數(shù)來(lái)調(diào)用不同子模塊，實(shí)現(xiàn)802.16-2004與802.11a內(nèi)部不同調(diào)制技術(shù)的局部重配置。該可重配置基帶系統(tǒng)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(yùn)算，有利于FPGA實(shí)現(xiàn)；在802.16-2004系統(tǒng)中，選取了基于前導(dǎo)序列的符號(hào)同步算法，在FPGA中實(shí)現(xiàn)。最后使用開發(fā)軟件、綜合軟件以及仿真軟件分析了系統(tǒng)的性能并給出了系統(tǒng)的性能指標(biāo)。
標(biāo)簽： OFDM FPGA 可重配置 基帶系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-19
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基于FPGA的UHF多協(xié)議RFID基帶信號(hào)處理
標(biāo)簽： FPGA RFID UHF 多協(xié)議
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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