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基站定位

  • 四關節實驗室機器人控制器的研制

    在機器人學的研究領域中,如何有效地提高機器人控制系統的控制性能始終是研究學者十分關注的一個重要內容。在分析了工業機器人的發展歷程和機器人控制系統的研究現狀后,本論文的主要目標是針對四關節實驗室機器人特有的機械結構和數學模型,建立一個新型全數字的基于DSP和FPGA的機器人位置伺服控制系統的軟、硬件平臺,實現對四關節實驗室機器人的精確控制。 本論文從實際情況出發,首先分析了所研究的四關節實驗室機器人的本體結構,并對其抽象簡化得到了它的運動學數學模型。在明確了實現機器人精確位置伺服控制的控制原理后,我們對機器人控制系統的諸多可行性方案進行了充分論證,并最終決定采用了三級CPU控制的控制體系結構:第一級CPU為上位計算機,它實現對機器人的系統管理、協調控制以及完成機器人實時軌跡規劃等控制算法的運算;第二級CPU為高性能的DSP處理器,它輔之以具有高速并行處理能力的FPGA芯片,實現了對機器人多個關節的高速并行驅動;第三級CPU為交流伺服驅動處理器,它實現了機器人關節伺服電機的精確三閉環誤差驅動控制,以及電機的故障診斷和自動保護等功能。此外,我們采用比普通UART速度快得多的USB來實現上位計算機.與下位控制器之間的數據通信,這樣既保證了兩者之間連接方便,又有效的提高了控制系統的通信速度和可靠性。 機器人系統的軟件設計包括兩個部分:一是采用VC++實現的上位監控軟件系統,它主要負責機器人實時軌跡規劃等控制算法的運算,同時完成用戶與機器人系統之間的信息交互;二是采用C語言實現的下位DSP控制程序,它主要負責接收上位監控系統或者下位控制箱發送的控制信號,實現對機器人的實時驅動,同時還能夠實時的向上位監控系統或者下位控制箱反饋機器人的當前狀態信息。 研究開發出來的四關節實驗室機器人控制器具有控制實時性好、定位精度高、運行穩定可靠的特點,它允許用戶通過上位控制計算機實現對機器人的各種設定作業的控制,也可以讓用戶通過機器人控制箱現場對機器人進行回零、示教等各項操作。

    標簽: 實驗室 機器人控制器

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:極客

  • 基于FPGA的GSM系統信道編碼技術研究

    本論文是以GSM基站系統為對象研究了軟件無線電思想在移動通信中應用的可行性,通過構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺,用軟件來完成各種功能。 本文首先從整體上介紹了GSM移動通信系統及其實現過程,通過大量的Matlab仿真詳細論述了GSM蜂窩通信系統中的語音編碼、信道編碼、交織、加密、調制等技術。 其次,文中介紹了GSM信道編碼規則,其中重點闡述了CRC、卷積碼和交織碼的基本原理和算法實現,并完成了三者編碼譯碼的軟件設計,采用FPGA技術實現并驗證了設計的正確性。 最后,對GMSK調制和解調的原理及特點進行論述,并提出了軟件實現的可行性方案,為下一步的軟件設計打下了堅實的基礎。硬件試驗平臺是軟件實現的基礎,因此,文中進行了詳細的分析與設計,并給出了部分電路設計圖,對相關課題的研究具有一定的指導意義和參考價值。

    標簽: FPGA GSM 信道編碼

    上傳時間: 2013-07-11

    上傳用戶:plsee

  • TDSCDMA頻點拉遠系統的FPGA設計與實現

    隨著TD—SCDMA技術的不斷發展,TD—SCDMA系統產品也逐步成熟并隨之完善。產品家族日益豐富,室內型宏基站、室外型宏基站、分布式基站(BBU+RRU)、微基站等系列化基站產品逐步問世,可以滿足不同場景的建網需求。而分布式基站(BBU+RRU)越來越多地受到業界的關注和重視。 本文主要從TD—SCDMA頻點拉遠系統(RRU)和軟件無線電技術的發展入手,重點研究TD—SCDMA頻點拉遠系統的FPGA設計與實現。TD—SCDMA通信系統通過靈活分配不同的上下行時隙,實現業務的不對稱性,但是多路數字中頻所構成的系統成本高和控制的復雜性,以及TDD雙工模式下,系統的峰均比隨時隙數增加而增加,對整個頻點拉遠系統的前端放大器線性輸入提出了很高的要求。TD—SCDMA系統使用軟件無線電平臺,一方面軟件算法可以有效保證時隙分配的準確性,保證對前端控制器的開關控制,以及對上下行功率讀取計算和子幀的靈活提取,另一方面靈活的DUC/CFR算法可以有效的提高頻帶利用率和抗干擾能力,有效的控制TDD系統的峰均比,有效降低系統對前端放大器線性輸出能力的要求。 本文主要研究軟件無線電中DUC和CFR的關鍵技術以及FPGA實現,DUC主要由3倍FIR內插成型濾波器、2倍插值補償濾波器以及5級CIC濾波器級聯組成;而CFR主要采用類似基帶削峰的加窗濾波的中頻削峰算法,可以降低相鄰信道的溢出,更有效的降低CF值。將DUC/CFR以單片FPGA實現,能很好提高RRU性能,減少其硬件結構,降低成本,降低功耗,增加外部環境的穩定性。

    標簽: TDSCDMA FPGA 頻點

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:18752787361

  • TTC側音測距關鍵技術研究及FPGA實現

    航天測控通信網是航天工程的重要組成部分。迄今為止,我國已建成“C頻段測控網”,及正在建設的“S頻段測控網”和“TDRSS測控網”。測距單元是測控系統基帶設備中的重要功能單元,為航天飛行器提供定位元素。目前,在航天測距系統中側音測距技術具有最高的測距精度。本文以中國電子科技集團第十研究所某項目為背景,對側音測距系統中的關鍵技術進行了詳細的研究,提出了一些改進測距精度的方法,最后用FPGA實現了側音測距功能單元。 本論文主要完成以下工作: 1)完成了直接數字頻率合成的雜散分析。采用嚴格的信號分析方法,運用離散傅立葉變換(DFT)和傅立葉變換(FT),推導了理想狀態和相位截短條件下的DDS輸出頻譜的數學表達式,并利用systemview仿真軟件建立了DDS相位截短模型,通過仿真驗證了分析結論的正確性。 2)改進了TT&C系統中經典的FFT頻率引導算法,增加了頻譜對稱性分析,在實現頻率引導的同時完成了防載波頻率錯鎖的功能。 3)首次采用基于正交雙通道相關原理的數字相關相位估計法來實現次側音匹配和解模糊,降低了設備復雜度,提高了測距精度。針對低信噪比的情況,提出了基于平滑濾波的數據處理方法,提高了相位測量精度。對測距信道中加限幅器導致的測距信號信噪比惡化程度做了深入的理論分析。最后,分析了測距誤差,并對其中一些引起測距誤差的因素提出了改善方法。 通過本論文的工作,成功的完成了TT&C側音測距終端的研制,系統現已通過測試,達到系統任務書的各項指標要求。

    標簽: FPGA TTC 關鍵技術

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:assss

  • WCDMA數字直放站數字上下變頻

    隨著3G網絡建設的展開,移動用戶數量逐漸增加,用戶和運營商對網絡的質量和覆蓋要求也越來越高。而在實際工作中,基站成本在網絡投資中占有很大比例,并且基站選址是建網的主要難題之一。同基站相比,直放站以其性價比高、建設周期短等優點在我國移動網絡上有著大量的應用。目前,直放站已成為提高運營商網絡質量、解決網絡盲區或弱區問題、增強網絡覆蓋的主要手段之一。但由于傳統的模擬直放站受周邊環境因素影響較大、抗干擾能力較差、傳輸距離受限、功放效率低,同時設備間沒有統一的協議規范,無法滿足系統廠商與直放站廠商的兼容,所以移動通信市場迫切需要通過數字化來解決這些問題。 本文正是以設計新型數字化直放站為目標,以實現數字中頻系統為研究重心,圍繞數字中頻的相關技術而展開研究。 文章介紹了數字直放站的研究背景和國內外的研究現狀,闡述了數字直放站系統的設計思想及總體實現框圖,并對數字直放站數字中頻部分進行了詳細的模塊劃分。針對其中的數字上下變頻模塊設計所涉及到的相關技術作詳細介紹,涉及到的理論主要有信號采樣理論、整數倍內插和抽取理論等,在理論基礎上闡述了一些具體模塊的高效實現方案,最終利用FPGA實現了數字變頻模塊的設計。 在數字直放站系統中,降低峰均比是提高功放工作效率的關鍵技術之一。本文首先概述了降低峰均比的三類算法,然后針對目前常用的幾種算法進行了仿真分析,最后在綜合考慮降低峰均比效果與實現復雜度的基礎上,提出了改進的二次限幅算法。通過仿真驗證算法的有效性后,針對其中的噪聲整形濾波器提出了“先分解,再合成”的架構實現方式,并指出其中間級窄帶濾波器采用內插級聯的方式實現,最后整個算法在FPGA上實現。 在軟件無線電思想的指導下,本文利用系統級的設計方法完成了WCDMA數字直放站中頻系統設計。遵照3GPP等相關標準,完成了系統的仿真測試和實物測試。最后得出結論:該系統實現了WCDMA數字直放站數字中頻的基本功能,并可保證在現有硬件不變的基礎上實現不同載波間平滑過渡、不同制式間輕松升級。

    標簽: WCDMA 數字 下變頻 直放站

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:趙安qw

  • 多點無線擴頻通信系統

    擴頻通信具有較強的抗干擾、抗偵查和抗衰落能力,可以實現碼分多址,目前廣泛應用于通信抗干擾、衛星通信、導航、保密通信、測距和定位等各個方面。另外,隨著集成電路技術的飛速發展,數字接收機和軟件無線電也已經是現代通信研究的一個熱點。 本文正是順應這種發展趨勢,在某工程項目的通信分系統中建立CDMA直接序列擴頻通信系統。 本文作者承擔了多點無線擴頻通信系統的研究,建立了一個完整的仿真系統。提出了適合于本系統的實現算法,同時還建立了基于軟件無線電平臺的系統的全FPGA設計和實現,包括各個模塊的測試和整個系統的聯合測試。 文章的主要內容如下: 1.簡述了擴頻通信及軟件無線電的發展及現狀。 2. 對直擴系統的基本原理和系統中采用的相關關鍵技術進行了闡述。相關關鍵技術包括擴頻碼的研究和選取,擴頻碼同步的研究,包括捕獲算法和跟蹤算法的研究,以及自適應門限的研究。 3.詳細討論了該多點無線通信系統的設計與實現,提出了適合于本系統的算法。首先闡述了系統的總體設計方案和設計參數,接著分為物理層和鏈路層詳細闡述了各個模塊的設計與仿真,包括matlab仿真和modelsim仿真,文中給出了大量的仿真結果圖。仿真結果證明算法的正確性,仿真性能也能滿足系統設計的要求。 4.介紹了該多點無線通信系統的硬件平臺與系統調試。首先介紹了系統的硬件平臺和硬件框圖,介紹了系統的相關器件及其配置,接著介紹了FPGA的開發流程、開發工具、設計原則及遇到的相關問題,最后介紹了系統的設計驗證與性能分析,給出了系統的調試方案和調試結果。 本文所討論的多點無線通信系統已經在某工程項目的通信分系統中實現。目前工作正常,性能良好,具有通用性、可移植性,有重要的理論及實用價值。

    標簽: 多點 無線擴頻 通信系統

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:wzr0701

  • 高動態GPS接收機CA碼的接收

    GPS(全球定位系統)是美國建立的高精度衛星定位導航系統,高動態GPS接收機可應用于衛星、飛機、高速列車等許多場合。高動態給GPS信號帶來很大的多普勒頻移和多普勒頻移變化率,普通民用接收機無法正常工作。適用于高動態條件的接收機可以有效消除多普勒頻移及其變化率對信號接收的影響,提高導航定位精度。 本文在深入研究GPS的系統組成、工作原理以及信號格式的基礎上,重點研究高動態條件下C/A碼和載波的捕獲與跟蹤方案。論文的主要工作如下: 1.深入研究擴頻信號的各種捕獲算法,提出了一種適用于高動態的基于FFT的C/A碼快速捕獲算法; 2.研究擴頻碼跟蹤和載波跟蹤技術,設計了載波輔助的碼跟蹤環路——數字延遲鎖定環(DLL)及一種叉積自動頻率跟蹤環(CPAFC)與科斯塔斯(Costas)環相結合的載波跟蹤方案,并在MATLAB環境下建立系統模型,對環路參數進行了詳細的設計; 3.初步完成了GPS接收機基帶處理模塊核心單元的FPGA設計和功能仿真。

    標簽: GPS 動態 接收機 接收

    上傳時間: 2013-07-10

    上傳用戶:suxuan110425

  • CCD掃描缺陷檢測實時數據處理技術

    在諸多行業的材料及材料制成品中,表面缺陷是影響產品質量的重要因素之一。研究具有顯微圖像實時記錄、處理和顯示功能的材料表面缺陷檢測技術,對材料的分選和材料質量的檢查及評價具有重要的意義。 本文以聚合物薄膜材料為被測對象,研究了適用于材料表面缺陷檢測的基于現場可編程門陣列(FPGA)的缺陷數據實時處理技術,可實時提供缺陷顯微圖像信息,完成了對現有材料缺陷檢測裝置的數字化改造與性能擴展。本文利用FPGA并行結構、運算速度快的特點實現了材料缺陷的實時檢測。搭建了以FPGA為核心的缺陷數據處理系統的硬件電路;重點針對聚合物薄膜材料缺陷信號的數據特征,設計了基于FPGA的缺陷圖像預處理方案:首先對通過CCD獲得的聚合物薄膜材料的缺陷信號進行處理,利用動態閾值定位缺陷區域,將高于閾值的數據即圖像背景信息舍棄,保留低于閾值的數據,即完整保留缺陷顯微圖像的有用信息;然后按照預先設計的封裝格式封裝缺陷數據;最后通過USB2.0接口將封裝數據傳輸至上位機進行缺陷顯微圖像重建。此方案大大減少了上傳數據量,緩解了上位機的壓力,提高了整個缺陷檢測裝置的檢測速度。本文對標準模板和聚合物薄膜材料進行了實驗驗證。實驗結果表明,應用了基于FPGA的缺陷數據實時處理技術的CCD掃描缺陷檢測裝置可對70μm~1000μm范圍內的缺陷進行有效檢測,實時重建的缺陷顯微圖像與實際缺陷在形狀和灰度上都有很好的一致性。

    標簽: CCD 缺陷檢測 實時數據 處理技術

    上傳時間: 2013-05-19

    上傳用戶:Alibabgu

  • 步進電機控制驅動系統的設計

    LAMOST(Large Sky Area Multi-Obiect Fiber Spectroscopy Telescope,大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡)需要對焦而上的4 000個光纖定位單元進行精確定位,一個光纖定位單元需要兩個步進電機來驅動,即需要對8 000個電機進行驅動控制。如何對這8 000個電機進行有效的控制,是本文主要的研究內容。 本義引入EDA(Electronic Design Automation),技術,以FPGA和CAN總線為硬件載體來進行設計。FPGA相比較于DSP,單片機而言,具有10管腳多,資源豐富,使用靈活等優點,可以存片內集成多個電機的摔制,這樣對于提高系統的集成度,節約成本無疑有著很大的幫助。 在電機的控制當中,其失步和過沖會直接影響到系統的精度,所以需要對電機脈沖頻率加以控制,對于在平穩狀態下能正常工作的電機,失步往往發生在啟動停止等脈沖頻率突然發生改變的時刻。具體實現方法是通過實驗找出一條理想的加減速曲線,再將曲線離散化,并把離散化后的加減速分頻系數存儲在FPGA片內ROM里而,當電機運行到對應的步數時,取出分頻系數來獲取對應的運行頻率。 在LAMOST觀測中,光纖定位單元的零位是個很重要的基準,在每次觀測之前,電機都要回零,理論上電氣零位和機械零位在同一點上,如果電氣檢測到達零位則認為已經到達機械零位位置。但是實際中由于裝配等一些原因,可能會出現零位短路和零位斷路的情況。零位斷路是指電機處于機械零位,但是電氣不能檢測到;零位短路是指電機不在機械零位,但是電氣已經檢測到處于零位。這兩種情況會造成越界和機械零位一直被擠壓的后果,有可能會損壞光纖定位單元,為了防止這些情況出現,軟件程序中加入了計數器,從而從有效地保護了光纖定位單元,同時將這些狀況向上反饋,以便維護和檢修。 在本文完成之時,能夠控制驅動336個光纖定位單元的小系統已經在北京天文臺興隆觀測站實際投入運行,并于2007年5月28日獲得首條光譜,取得了不錯的效果。

    標簽: 步進電機控制 驅動系統

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:afeiafei309

  • 基于FPGA的擴頻通信系統的實現

    擴頻通信技術是信息時代的三大高技術通信傳輸方式之一,與常規的通信技術相比。具有低截獲率、強抗噪聲、抗干擾性,具有信息隱蔽和多址通信等特點,目前已從軍事領域向民用領域迅速發展。在民用化之后,它被迅速推廣到各種公用和專用通信網絡之中,如衛星通信、數據傳輸、定位、測距等系統中。 擴頻通信技術中,最常見的是直接序列擴頻通信(DSSS)系統,然而目前專用擴頻芯片大部分功能都已固化。缺少產品開發的靈活性。其次,目前用FPGA與DSP相結合實現的直接序列擴頻的收發系統比較多,系統復雜且成本高。另外,現代擴頻通信系統在接收和發送端需要完成許多快速復雜的信號處理,這對電路的可靠性和處理速度提出了更高的要求。因此,設計一個全部用FPGA技術實現的擴頻通信收、發系統具有較強的實際應用價值。 根據FPGA的高速并行處理能力和全硬件實現的特點,采用直接序列擴頻技術,借助QuartusⅡ6.0及Protel99se工具,完成了系統的軟件仿真和硬件電路設計。實驗結果表明,比用傳統的FPGA與DSP相結合實現方式,提高了處理速度,減少了硬件延時。同時采用了流水線技術,提高了系統并行處理的能力。并且系統功能可以通過程序來修改和升級,與專用擴頻芯片相比,具有很大的靈活性。所有模塊都集成在一個芯片中,提高了系統的穩定性和可靠性。

    標簽: FPGA 擴頻通信

    上傳時間: 2013-05-18

    上傳用戶:天天天天

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