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數(shù)(shù)字基帶信號(hào)

基于FPGA的FFT信號(hào)處理器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,它結(jié)合了微電子技術(shù)、電路技術(shù)和EDA(Electronics Design Automation)技術(shù)。隨著它的廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展,使設(shè)計(jì)電路的規(guī)模和集成度不斷提高,同時(shí)也帶來了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思想的不斷推陳出新。隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號(hào)處理的理論和技術(shù)廣泛的應(yīng)用于通訊、語音處理、計(jì)算機(jī)和多媒體等領(lǐng)域。離散傅立葉變換(DFT)作為數(shù)字信號(hào)處理中的基本運(yùn)算,發(fā)揮著重要作用。而快速傅里葉變換(FFT)算法的提出,使離散傅里葉變換的運(yùn)算量減小了幾個(gè)數(shù)量級(jí),使得數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)變得更加容易。FFT已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理的核心技術(shù)之一,因此對(duì)FFT算法及其實(shí)現(xiàn)方法的研究具有很強(qiáng)的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文主要研究如何利用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT算法,研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的FFT信號(hào)處理器。該設(shè)計(jì)采用高效基-16算法實(shí)現(xiàn)了一種4096點(diǎn)FFT復(fù)數(shù)浮點(diǎn)運(yùn)算處理器,其蝶形處理單元的基-16運(yùn)算核采用兩級(jí)改進(jìn)的基-4算法級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn),僅用8個(gè)實(shí)數(shù)乘法器就可實(shí)現(xiàn)基-16蝶形單元所需的8次復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算,在保持處理速度的優(yōu)勢(shì)下,比傳統(tǒng)的基-16算法節(jié)省了75％的乘法器邏輯資源。在重點(diǎn)研究處理器蝶形單元設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,本文完成了整個(gè)FFT處理器電路的FPGA設(shè)計(jì)。首先基于對(duì)處理器功能和特點(diǎn)的分析,研究了FFT算法的選取和優(yōu)化,并完成了處理器體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；在此基礎(chǔ)上,以提高處理器處理速度和減小硬件資源消耗為重點(diǎn)研究了具體的實(shí)現(xiàn)方案,完成了1.2萬行RTL代碼編程,并在XILINX公司提供的ISE 9.1i集成開發(fā)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了處理器各個(gè)模塊的RTL設(shè)計(jì)：隨后,以XILINX Spartan-3系列FPGA芯片xc3S1000為硬件平臺(tái),完成了整個(gè)FFT處理器的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過仿真驗(yàn)證,本文所設(shè)計(jì)的FFT處理器芯片運(yùn)行速度達(dá)到了100MHz,占用的FPGA門數(shù)為552806,電路的信噪比可以達(dá)到50dB以上,達(dá)到了高速高性能的設(shè)計(jì)要求。

標(biāo)簽： FPGA FFT 信號(hào)處理器

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：科學(xué)怪人
基于FPGA實(shí)現(xiàn)OFDM基帶調(diào)制系統(tǒng)

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

上傳用戶：TF2015
跳頻信號(hào)檢測(cè)與接收系統(tǒng)

擴(kuò)展頻譜通信技術(shù),它的突出優(yōu)點(diǎn)是保密性好,抗干擾性強(qiáng).隨著通信系統(tǒng)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)與微電子技術(shù)發(fā)展,越來越多的通信系統(tǒng)構(gòu)建于這種技術(shù)之上.在實(shí)際擴(kuò)頻通信系統(tǒng)工程中,用得比較普遍的是直擴(kuò)方式和跳頻方式,它們的不同在于直擴(kuò)是采取隱藏的方式對(duì)抗干擾,而跳頻采取躲避的方式. 西方國家早在20世紀(jì)50年代就開始對(duì)跳頻通信進(jìn)行研究,在上個(gè)世紀(jì)末的幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中,跳頻電臺(tái)得到了普遍的應(yīng)用.跳頻通信的發(fā)展促進(jìn)了其對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展,目前,世界主要幾個(gè)軍事先進(jìn)的國家,已經(jīng)研究出高性能的跳頻通信對(duì)抗設(shè)備,國內(nèi)這方面的發(fā)展相對(duì)國外差距比較大. 未來戰(zhàn)爭(zhēng)是科學(xué)技術(shù)的斗爭(zhēng),研究跳頻通信對(duì)抗勢(shì)在必行.基于這種目的,本文研究和設(shè)計(jì)了跳頻檢測(cè)的FPGA實(shí)現(xiàn),利用基于時(shí)頻分析的處理方法,完成了跳頻信號(hào)檢測(cè)的FPGA實(shí)現(xiàn),通過測(cè)試,表明系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,可以滿足實(shí)際的需要.主要內(nèi)容包括: 1.概述了跳頻檢測(cè)接收研究的發(fā)展動(dòng)態(tài),闡述了擴(kuò)展頻譜通信及短時(shí)傅立葉變換的原理. 2.分析了基于快速傅立葉變換(FFT)處理跳頻信號(hào),檢測(cè)跳頻的可行性,利用FFT檢測(cè)頻譜的原理,合理使用頻譜采樣策略,做到了增加頻譜利用率,提高了檢測(cè)概率和分析信噪比；利用抽取內(nèi)插技術(shù)完成數(shù)據(jù)速率的轉(zhuǎn)換,使其滿足后續(xù)信號(hào)的處理要求；利用同相和正交的DDC實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),完成對(duì)跳頻信號(hào)的解跳. 3.設(shè)計(jì)完成了跳頻信號(hào)檢測(cè)與接收系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn),其主要包括:數(shù)據(jù)速率變換的實(shí)現(xiàn),FIR低通濾波器的實(shí)現(xiàn),快速傅立葉變換(FFT)的實(shí)現(xiàn),下變頻的實(shí)現(xiàn)等.在濾波器的實(shí)現(xiàn)中,提出了兩種設(shè)計(jì)方法:基于常系數(shù)乘法器和分布式算法濾波器,分析了上述兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇用分布式算法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的低通濾波器；在快速傅立葉變換實(shí)現(xiàn)中,分析了基2和基4的算法結(jié)構(gòu),并分別實(shí)現(xiàn)了基2和基4的算法,滿足了不同場(chǎng)合對(duì)處理器的要求.在下變頻的設(shè)計(jì)中,使用濾波器的多相結(jié)構(gòu)完成抽取的實(shí)現(xiàn),并使用低通濾波器使信號(hào)帶寬滿足指標(biāo)的要求.此外,設(shè)計(jì)中還包括雙端口RAM的實(shí)現(xiàn),比較模塊的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)緩存模塊和串并轉(zhuǎn)換模塊的實(shí)現(xiàn). 4.介紹了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬件平臺(tái).

標(biāo)簽： 跳頻信號(hào) 檢測(cè) 接收系統(tǒng)

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：zttztt2005
基于FPGA的HDB3編譯碼設(shè)計(jì)

一般由信源發(fā)出的數(shù)字基帶信號(hào)含有豐富的低頻分量，甚至直流分量，這些信號(hào)往往不宜直接用于傳輸，易產(chǎn)生碼間干擾進(jìn)而直接影響傳輸?shù)目煽啃裕蚨獙?duì)其進(jìn)行編碼以便傳輸。傳統(tǒng)的井下信號(hào)在傳輸過程中普遍采用曼徹斯特碼的編解碼方式，而該方式的地面解碼電路復(fù)雜。FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)作為一種新興的可編程邏輯器件，具有較高的集成度，能將編解碼電路集成在一片芯片上，而HDB3碼(三階高密度雙極性碼)具有解碼規(guī)則簡(jiǎn)單，無直流，低頻成份少，可打破長連0和提取同步方便等優(yōu)點(diǎn)。基于上述情況，本文提出了基于FPGA的}tDB3編譯碼設(shè)計(jì)方案。該研究的總體設(shè)計(jì)方案包括用MATLAB進(jìn)行HDB3編譯碼算法的驗(yàn)證，基于FPGA的HDB3碼編譯碼設(shè)計(jì)與仿真，結(jié)果分析與比較三大部分。為了保證該設(shè)計(jì)的可靠性，首先是進(jìn)行編譯碼的算法驗(yàn)證；其次通過在FPGA的集成設(shè)計(jì)環(huán)境QuartusⅡ軟件中完成HDB3碼的編譯、綜合、仿真等步驟，通過下載電纜下載到特定的FPGA芯片上，用邏輯分析儀進(jìn)行時(shí)序仿真；最后將算法驗(yàn)證結(jié)果與仿真結(jié)果作一對(duì)比，分析該研究的可行性與可靠性。研究表明，基于FPGA的HDB3編譯碼設(shè)計(jì)具有體積小，譯碼簡(jiǎn)單，編程靈活，集成度高，可靠等優(yōu)點(diǎn)。

標(biāo)簽： FPGA HDB3 編譯碼

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：siguazgb
激光光譜探測(cè)中快速傅里葉變換

激光光譜探測(cè)是激光偵查、激光告警、污染物檢測(cè)等領(lǐng)域中采用的重要技術(shù)。通過對(duì)來襲激光的光譜特征進(jìn)行識(shí)別，可以為光電對(duì)抗提供依據(jù)。本文在分析和研究現(xiàn)有激光光譜探測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了通過非掃描M-Z干涉法來獲取激光信號(hào)的相干圖，并對(duì)該圖進(jìn)行快速傅立葉變換，從而實(shí)時(shí)獲得激光光譜的技術(shù)。在研究中，由M-Z干涉具形成的激光干涉條紋經(jīng)CCD相機(jī)轉(zhuǎn)換后以時(shí)間序列依次輸出電信號(hào)，該時(shí)間序列的快速傅立葉變換用FPGA實(shí)現(xiàn)。論文依據(jù)告警系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間和信噪比的要求，確定了探測(cè)器陣列的結(jié)構(gòu)類型和有關(guān)參數(shù)；設(shè)計(jì)了CCD相機(jī)和FPGA的接口電路；編寫了數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)模塊。在快速傅立葉變換的實(shí)現(xiàn)上，首先確定了采用基2按時(shí)間抽取的方法作為實(shí)現(xiàn)算法；應(yīng)用型號(hào)為XC3S400的FPGA芯片，依靠ISE8.1軟件開發(fā)平臺(tái)，用硬件語言編寫了精度為10位，序列長度為512點(diǎn)的快速傅里葉變換程序，并將所有程序成功下載到FPGA的配置芯片中。此外，論文還設(shè)計(jì)了顯示、電壓轉(zhuǎn)換、FPGA配置電路。最后，對(duì)設(shè)計(jì)的快速傅里葉變換模塊進(jìn)行了測(cè)試，將FPGA運(yùn)算結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果表明FPGA計(jì)算結(jié)果達(dá)到應(yīng)有的精度，運(yùn)行速度可以滿足激光光譜的實(shí)時(shí)探測(cè)要求。

標(biāo)簽： 激光光譜探測(cè) 快速傅里葉變換

上傳時(shí)間： 2013-08-04

上傳用戶：hzy5825468
基于FPGA的無線信道仿真器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著人們對(duì)無線通信需求和質(zhì)量的要求越來越高，無線通信設(shè)備的研發(fā)也變得越來越復(fù)雜，系統(tǒng)測(cè)試在整個(gè)設(shè)備研發(fā)過程中所占的比重也越來越大。為了能夠盡快縮短研發(fā)周期，測(cè)試人員需要在實(shí)驗(yàn)室模擬出無線信道的各種傳播特性，以便對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與測(cè)試。無線信道仿真器是進(jìn)行無線通信系統(tǒng)硬件調(diào)試與測(cè)試不可或缺的儀器之一。本文設(shè)計(jì)的無線信道仿真器是以Clarke信道模型為參考，采用基于Jakes模型的改進(jìn)算法，使用Altera公司的StratixⅡ EP2S180模擬實(shí)現(xiàn)了頻率選擇性衰落信道。信道仿真器實(shí)現(xiàn)了四根天線數(shù)據(jù)的上行接收，每根天線由八條可分辨路徑，每條可分辨路徑由64個(gè)反射體構(gòu)成，每根天線可分辨路徑和反射體的數(shù)目可以獨(dú)立配置。通過對(duì)每個(gè)反射體初始角度和初始相位的設(shè)置，并且保證反射體的角度和相位是均勻分布的隨機(jī)數(shù)，可以使得同一條路徑不同反射體之間的非相關(guān)特性，得到的多徑傳播信道是一個(gè)離散的廣義平穩(wěn)非相關(guān)散射模型(WSSUS)。無線信道仿真器模擬了上行數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境，上行數(shù)據(jù)由后臺(tái)產(chǎn)生后儲(chǔ)存在單板上的SDRAM中。啟動(dòng)測(cè)試之后，上行數(shù)據(jù)在CPU的控制下通過信道仿真器，然后送達(dá)基帶處理板解調(diào)，最后測(cè)試數(shù)據(jù)的誤碼率和誤塊率，從而分析基站的上行接收性能。首先，本文研究了3GPP TS 25.141協(xié)議中對(duì)通信設(shè)備測(cè)試的要求和無線信道自身的特點(diǎn)，完成了對(duì)無線信道仿真器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的吸收和修改。其次，針對(duì)FPGA內(nèi)部資源結(jié)構(gòu)，研究了信道仿真器FPGA實(shí)現(xiàn)過程中的困難和資源的消耗，進(jìn)行了模塊劃分。主要完成了時(shí)延模塊、瑞利衰落模塊、背板接口模塊等的RTL級(jí)代碼的開發(fā)、仿真、綜合和板上調(diào)試；完成了FPGA和后臺(tái)軟件的聯(lián)合調(diào)試；完成了兩天線到四天線的改版工作，使FPGA內(nèi)部的工作頻率翻了一倍，大幅降低了FPGA資源的消耗。最后，在完成無線信道仿真器的硬件設(shè)計(jì)之后，對(duì)無線信道仿真器的測(cè)試根據(jù)3GPP TS 25.141 V6.13.0協(xié)議中的要求進(jìn)行，即在數(shù)據(jù)誤塊率(BLER)一定的情況下，對(duì)不同信道傳播環(huán)境和不同傳輸業(yè)務(wù)下的信噪比(Eb/No)進(jìn)行測(cè)試，單天線和多天線的測(cè)試結(jié)果符合協(xié)議中規(guī)定的信噪比(Eb/No)的要求。

標(biāo)簽： FPGA 無線信道仿真器

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：小楊高1
OFDM發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的FPGA設(shè)計(jì)

無線局域網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是利用無線媒介傳輸信息的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。在無線通信信道中，由于多徑時(shí)延不可避免地存在符號(hào)間干擾，正交頻分復(fù)用(OFDM)作為一種可以有效對(duì)抗符號(hào)間干擾(ISI)和提高頻譜利用率的高速傳輸技術(shù)，引起了廣泛關(guān)注。在無線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)中，OFDM調(diào)制技術(shù)已經(jīng)被采用作為其物理層標(biāo)準(zhǔn)，并且公認(rèn)為是下一代無線通信系統(tǒng)中的核心技術(shù)。基于IEEE802.11a的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的物理層采用了OFDM技術(shù)，能有效的對(duì)抗多徑信道衰落，達(dá)到54Mbps的速度，而未來而的IEEE802.11n將達(dá)到100Mbps的高速。因此，研發(fā)以O(shè)FDM為核心的原型機(jī)研究非常有必要。本文在深入理解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基帶發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的FPGA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)過程中，針對(duì)Xilinx一款160萬門的Spartan-3E XCS1600E芯片，依照：IEEE802.11a幀格式，對(duì)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和仿真： (1)訓(xùn)練序列生成模塊，包括長，短訓(xùn)練序列； (2)信令模塊，包括卷積編碼，交織，BPSK調(diào)制映射； (3)數(shù)據(jù)模塊，包括加擾，卷積編碼，刪余，交織，BPSK/QPSK/16QAM/64QAM調(diào)制映射； (4)OFDM處理部分，包括導(dǎo)頻插入，加循環(huán)前綴，IFFT處理； (5)對(duì)整個(gè)發(fā)射處理部分聯(lián)調(diào)，并給出仿真結(jié)果另外，還完成了接收機(jī)部分模塊的FPGA設(shè)計(jì)，并給出了相應(yīng)的頂層結(jié)構(gòu)與仿真波形。最后提出了改進(jìn)和進(jìn)一步開發(fā)的方向。

標(biāo)簽： OFDM FPGA 發(fā)射機(jī)

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：李彥東
基于可重配置的OFDM基帶系統(tǒng)的FPGA設(shè)計(jì)

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(biāo)準(zhǔn)化的硬件單元連接構(gòu)成硬件平臺(tái)，通過軟件加載實(shí)現(xiàn)各種無線通信功能。端到端重配置技術(shù)是在軟件無線電的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，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)成為軟件無線電的發(fā)展趨勢(shì)。寬帶無線接入(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；通過選擇不同的參數(shù)來調(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

上傳用戶：branblackson
基于FPGA的UHF多協(xié)議RFID基帶信號(hào)處理

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

上傳用戶：2404
海信HDP2968CH／HDP2978CH(ASIC機(jī)芯8380)彩電電路圖

海信HDP2968CH彩電電路圖海信HDP2968CH彩色電視機(jī)電路圖，海信HDP2968CH彩電圖紙，海信HDP2968CH原理圖

標(biāo)簽： HDP 2968 CH 2978

上傳時(shí)間： 2013-05-21

上傳用戶：zhangsan123