現(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信距離遠(yuǎn)、通信容量大、傳輸質(zhì)量好。作為其關(guān)鍵技術(shù)之一的調(diào)制解調(diào)技術(shù)一直是人們研究的一個重要方向。用FPGA實現(xiàn)調(diào)制解調(diào)器具有體積小、功耗低、集成度高、可軟件升級、抗干擾能力強的特點，符合未來通信技術(shù)發(fā)展的方向。論文從以下幾個方面討論和實現(xiàn)了基于FPGA的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。 論文首先介紹了調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及FPGA的相關(guān)知識。然后介紹了幾種常見的相位調(diào)制解調(diào)方式，重點是QDPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的理論算法。 論文重點介紹了QDPSK解調(diào)調(diào)制系統(tǒng)的具體實現(xiàn)。首先，在在MATLAB環(huán)境下對系統(tǒng)里的每個子模塊完成了功能仿真，并取得滿意的仿真結(jié)果；其次，在QDPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)功能仿真正確的基礎(chǔ)上，對每個模塊的功能編寫C++算法，并且驗證了算法的正確性和可實現(xiàn)性；最后，在altera公司的FPGA開發(fā)平臺Quartus Ⅱ 6.0上，采用Verilog硬件描述語言對QDPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)了時序仿真和綜合仿真。
上傳時間： 2013-04-24
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軟件無線電(SDR，Software Defined Radio)由于具備傳統(tǒng)無線電技術(shù)無可比擬的優(yōu)越性，已成為業(yè)界公認(rèn)的現(xiàn)代無線電通信技術(shù)的發(fā)展方向。理想的軟件無線電系統(tǒng)強調(diào)體系結(jié)構(gòu)的開放性和可編程性，減少靈活性著的硬件電路，把數(shù)字化處理(ADC和DAC)盡可能靠近天線，通過軟件的更新改變硬件的配置、結(jié)構(gòu)和功能。目前，直接對射頻(RF)進(jìn)行采樣的技術(shù)尚未實現(xiàn)普及的產(chǎn)品化，而用數(shù)字變頻器在中頻進(jìn)行數(shù)字化是普遍采用的方法，其主要思想是，數(shù)字混頻器用離散化的單頻本振信號與輸入采樣信號在乘法器中相乘，再經(jīng)插值或抽取濾波，其結(jié)果是，輸入信號頻譜搬移到所需頻帶，數(shù)據(jù)速率也相應(yīng)改變，以供后續(xù)模塊做進(jìn)一步處理。數(shù)字變頻器在發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備中分別稱為數(shù)字上變頻器(DUC，Digital Upper Converter)和數(shù)字下變頻器(DDC，Digital Down Converter)，它們是軟件無線電通信設(shè)備的關(guān)鍵部什。大規(guī)模可編程邏輯器件的應(yīng)用為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計帶來極大的靈活性。基于FPGA的數(shù)字變頻器設(shè)計是深受廣大設(shè)計人員歡迎的設(shè)計手段。本文的重點研究是數(shù)字下變頻器(DDC)，然而將它與數(shù)字上變頻器(DUC)完全割裂后進(jìn)行研究顯然是不妥的，因此，本文對數(shù)字上變頻器也作適當(dāng)介紹。 第一章簡要闡述了軟件無線電及數(shù)字下變頻的基本概念，介紹了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介紹了數(shù)控振蕩器(NCO)，介紹了兩種實現(xiàn)方法，即基于查找表和基于CORDIC算法的實現(xiàn)。對CORDIc算法作了重點介紹，給出了傳統(tǒng)算法和改進(jìn)算法，并對基于傳統(tǒng)CORDIC算法的NCO的FPGA實現(xiàn)進(jìn)行了EDA仿真。 第三章介紹了變速率采樣技術(shù)，重點介紹了軟件無線電中廣泛采用的級聯(lián)積分梳狀濾波器 (cascaded integratot comb， CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)補償法，對前者進(jìn)行了基于Matlab的理論仿真和FPGA實現(xiàn)的EDA仿真，后者只進(jìn)行了基于Matlab的理論仿真。 第四章介紹了分布式算法和軟件無線電中廣泛采用的半帶(half-band，HB)濾波器，對基于分布式算法的半帶濾波器的FPGA實現(xiàn)進(jìn)行了EDA仿真，最后簡要介紹了FIR的多相結(jié)構(gòu)。 第五章對數(shù)字下變頻器系統(tǒng)進(jìn)行了噪聲綜合分析，給出了一個噪聲模型。 第六章介紹了數(shù)字下變頻器在短波電臺中頻數(shù)字化應(yīng)用中的一個實例，給出了測試結(jié)果，重點介紹了下變頻器的：FPGA實現(xiàn)，其對應(yīng)的VHDL程序收錄在本文最后的附錄中，希望對從事該領(lǐng)域設(shè)計的技術(shù)人員具有一定參考價值。
標(biāo)簽： FPGA 軟件無線電 數(shù)字下變頻
上傳時間： 2013-06-30
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論文提出了一種基于FPSLIC的下位機控制器系統(tǒng)設(shè)計，并且在嵌入式硬件和軟件的聯(lián)合調(diào)度之下予以實現(xiàn)，并將該系統(tǒng)應(yīng)用于微小型無人直升機MUAV控制上。 微小型無人直升機體積小、重量輕、隱蔽性好、機動性強、易實現(xiàn)懸停和超低空飛行，因此在軍用和民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。微小型無人直升機在空中執(zhí)行任務(wù)時需要實時獲得在空間的姿態(tài)和高度位置信息，然后通過調(diào)制舵機狀態(tài)來調(diào)整飛行器的空中姿態(tài)，糾正飛行路線，而MUAV的飛控系統(tǒng)需要具有負(fù)荷輕，功能強大，實時性強以及低功耗的特點，對嵌入式處理器要求較高，所以針對MUAV的控制采用上下位機聯(lián)合控制的結(jié)構(gòu)。并且由于目前現(xiàn)有的下位機控制器滿足不了MUAV控制發(fā)展的需求，所以本文中利用FPS[JC優(yōu)越的性能，實現(xiàn)了一種新的下位機控制器的設(shè)計，具有體積小、重量輕、價格低、功耗低、實時性強、可靠性高、擴展性好等優(yōu)點的同時，完成了基于PWM的舵機的控制和基于Kalman濾波的多傳感器的數(shù)據(jù)融合，以及上下位機之間的通訊等功能，具有較強的使用和應(yīng)用價值。 論文首先介紹了MUAV飛行控制的結(jié)構(gòu)，以及下位機實現(xiàn)功能的模塊劃分。然后是對MUAV控制系統(tǒng)相關(guān)理論的介紹，包括舵機控制的原理和方法以及多傳感器數(shù)據(jù)融合的理論。 其次論文介紹了基于FPSLIC的下位機控制器系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。在硬件設(shè)計上，給出了硬件總體設(shè)計方案，并對各個功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)論述，軟件部分在給出了主要的框架和功能劃分后，主要介紹了利用FPSLIC的FPGA部分實現(xiàn)PWM控制和測量的模塊以及AVR部分對多傳感器信息進(jìn)行Kalman濾波融合的實現(xiàn)。 最后在實驗室的汽油無人直升機的測試平臺上進(jìn)行了舵機控制和高度測試實驗，取得了滿意的實驗結(jié)果。
上傳時間： 2013-04-24
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自適應(yīng)濾波器是統(tǒng)計信號處理的一個重要組成部分。在實際應(yīng)用中，由于沒有充足的信息來設(shè)計固定系數(shù)的數(shù)字濾波器，或者設(shè)計規(guī)則會在濾波器正常運行時改變，因此我們需要研究自適應(yīng)濾波器。凡是需要處理未知統(tǒng)計環(huán)境下運算結(jié)果所產(chǎn)生的信號或需要處理非平穩(wěn)信號時，自適應(yīng)濾波器可以提供一種吸引人的解決方法，而且其性能通常遠(yuǎn)優(yōu)于用常規(guī)方法設(shè)計的固定濾波器。此外，自適應(yīng)濾波器還能提供非自適應(yīng)方法所不可能提供的新的信號處理能力。 本論文從自適應(yīng)濾波器研究的重要意義入手，介紹了線性自適應(yīng)濾波器的基本原理、算法及設(shè)計方法，對幾種基于最小均方誤差準(zhǔn)則或最小平方誤差準(zhǔn)則的自適應(yīng)濾波器算法進(jìn)行研究，最終基于一改近的LMS算法設(shè)計復(fù)數(shù)自適應(yīng)濾波器，并以VHDL語言編寫在maxplus平臺上進(jìn)行仿真測試。
標(biāo)簽： FPGA 自適應(yīng)濾波器
上傳時間： 2013-07-11
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碼分多址(CDMA)通信方式以其特有的抗干擾性、多址能力和多徑分集能力，而成為第三代移動通信系統(tǒng)的主要技術(shù)。其中Rake接收技術(shù)是CDMA系統(tǒng)中的一項關(guān)鍵技術(shù)。隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，Rake接收技術(shù)以其有效的抗衰落的能力一直是人們研究的熱點。人們不斷的對傳統(tǒng)的Rake接收機進(jìn)行改進(jìn)，獲得性能更佳的Rake接收機。FPGA技術(shù)的快速發(fā)展，也很大的改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的方法。FPGA以其龐大的規(guī)模、開發(fā)過程投資小、開發(fā)周期短、保密性好等優(yōu)點，為人們對Rake接收機的研究提供了方便。 本文旨在設(shè)計一種功耗低、硬件實現(xiàn)相對簡單的Rake接收機結(jié)構(gòu)。首先，本文介紹了Rake接收的相關(guān)理論，對Rake技術(shù)的抗衰落性能進(jìn)行了分析，然后，對各種Rake接收機進(jìn)行了比較，最終提出了一種靈活配置的Rake接收機的改進(jìn)方案，該方案采用了不同的緩沖器結(jié)構(gòu)，能夠更多的節(jié)約硬件資源，整個接收機的功耗更低。最后利用VerilogHDL語言對其中的主要模塊進(jìn)行編程設(shè)計，并在Xilinx公司的集成開發(fā)工具ISE6.1中進(jìn)行仿真，仿真平臺為Spartan-3系列中的XC3S1000芯片。仿真結(jié)果表明了所設(shè)計模塊的正確性。所設(shè)計模塊具有良好的可移植性，能夠被相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用，本文所做工作有一定的實際意義。
上傳時間： 2013-06-21
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電力系統(tǒng)自誕生以來，就孿生了電力系統(tǒng)諧波，隨著電子裝置的廣泛應(yīng)用，諧波問題變得日益嚴(yán)重，電力諧波已經(jīng)成為電力系統(tǒng)的公害。諧波檢測是諧波研究中的一個重要的分支，是解決其他相關(guān)諧波問題的基礎(chǔ)，因此進(jìn)行諧波檢測的研究具有重要的理論意義和實用價值。 本論文主要是從諧波檢測理論和實現(xiàn)方法上探討了高精度、高實時性諧波檢測數(shù)字系統(tǒng)的相關(guān)問題。 論文中闡述了電力系統(tǒng)諧波的相關(guān)概念和產(chǎn)生原理，并分析了電力諧波的特點。在檢測理論上，本文采用FFT理論來計算諧波含量，研究了Radix-2FFT在諧波檢測中的應(yīng)用，描述了FFT分析過程中的頻譜泄漏現(xiàn)象，并從理論上研究了頻譜泄漏的根源。 為了解決頻譜泄漏問題，本文提出了采用鎖相倍頻技術(shù)方法，跟蹤電力系統(tǒng)工頻頻率變化，從而有效減少頻譜泄漏。在諧波檢測中，F(xiàn)FT運算量很大、對速度和精度要求苛刻，本文探討了應(yīng)用FPGA實現(xiàn)FFT信號處理的方法。
標(biāo)簽： FPGA 電力系統(tǒng) 諧波檢測
上傳時間： 2013-06-17
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在信息化發(fā)展的當(dāng)前，音視頻等多媒體作為信息的載體，在社會生活的各個領(lǐng)域，起著越來越重要的作用。數(shù)字視頻的海量性成為阻礙其應(yīng)用的的瓶頸之一。在這種情況下，H．264作為新一代的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，以其高性能的壓縮效率，成為備受關(guān)注的焦點和研究問題。H．264通過運動估計/運動補償（MP/MC）消除視頻時間冗余，對差值圖像進(jìn)行離散余弦變換（DCT）消除空間冗余，對量化后的系數(shù)進(jìn)行可變長編碼（VLC）消除統(tǒng)計冗余，獲得了極高的壓縮效率。隨著嵌入式處理器性能的逐漸提升和3G網(wǎng)絡(luò)即將商用的推動，H．264以其優(yōu)秀的壓縮性能，無論是無線信道傳輸方面，還是存儲容量有限的嵌入式設(shè)備都具有廣闊的應(yīng)用前景。 但H．264在提升壓縮性能的同時付出的代價是算法復(fù)雜度的成倍增加，實際應(yīng)用中人們對視頻解碼的實時性要求嚴(yán)格，已出現(xiàn)的對應(yīng)算法代碼多基于PC通用處理器實現(xiàn)，而嵌入式設(shè)備的主頻和處理能力仍然相對有限，存儲容量相對較小，總線速率相對偏低，因此必須對標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)算法進(jìn)行優(yōu)化移植，才能滿足實際應(yīng)用的需求。 本文在對H．264標(biāo)準(zhǔn)及其新特性進(jìn)行詳細(xì)介紹后，重點研究了在解碼端如何針對解碼耗時較多的模塊進(jìn)行改進(jìn)，然后將算法移植到ARM平臺，并針對平臺特點作出相應(yīng)優(yōu)化，最后完成解碼圖象顯示，并給出了測試結(jié)果。本文主要完成的工作如下： 詳細(xì)分析了H．264的參考軟件JM中解碼流程，并利用測試工具分析了各模塊耗時，針對耗時較多的模塊如插值運算及去塊濾波模塊，提出了對應(yīng)的改進(jìn)算法并在H．264的參考軟件JM86上進(jìn)行了實現(xiàn)，PC測試實驗證明了算法改進(jìn)的優(yōu)越性和運算優(yōu)化的可行性。最后針對ARM平臺，在對程序結(jié)構(gòu)和對應(yīng)代碼進(jìn)行優(yōu)化之后，將其移植到WINCE系統(tǒng)之下，同時給出了WINCE平臺解碼后圖象加速顯示方法，并對最終測試結(jié)果與性能做出了評價。
標(biāo)簽： 264 ARM 解碼 算法優(yōu)化
上傳時間： 2013-06-04
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視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個集計算機的交互性、多媒體信息的綜合性、通信的分布性和監(jiān)控的實時性等技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬，計算機處理能力和存儲容量的快速提高，以及各種實用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控進(jìn)入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時代。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能主要包括兩大部分，一是視頻圖像采集和壓縮處理，一是圖像數(shù)據(jù)的傳輸。系統(tǒng)的主要硬件模塊分為監(jiān)控終端和監(jiān)控控制終端兩個部分。 本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于ARM和嵌入式Linux的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要實現(xiàn)了視頻圖像的采集壓縮和圖像數(shù)據(jù)流基于RTP協(xié)議的傳輸。本系統(tǒng)的核心硬件平臺采用韓國SamSung公司的S3C2410微處理器，ARM端作為視頻監(jiān)控終端，PC機作為監(jiān)控控制終端。ARM端主要承載了圖像采集、編碼和對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行RTP打包并傳輸?shù)墓δ埽琍C端主要承載的功能是圖像數(shù)據(jù)的接收、顯示和對監(jiān)控終端的控制、訪問。 在視頻圖像采集和壓縮處理部分，利用Video for Linux提供的接口函數(shù)，實現(xiàn)了利用攝像頭采集圖像的過程，并設(shè)計實現(xiàn)了V4L視頻采集及壓縮模塊，設(shè)計了系統(tǒng)JEPG圖像采集和壓縮模塊和MPEG-4圖像采集和壓縮模塊的具體編程流程和實現(xiàn)過程，并實現(xiàn)了基于這兩種編碼方式的視頻壓縮。用Visual C++實現(xiàn)了用戶控制終端，可對應(yīng)JPEG和MPEG-4兩種編碼方式進(jìn)行解碼并顯示。 在圖像數(shù)據(jù)的傳輸部分，系統(tǒng)采用了RTP協(xié)議作為視頻數(shù)據(jù)流傳輸協(xié)議，并實現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)內(nèi)的實時性傳輸。移植了現(xiàn)在比較常用的JRTPLIB源碼庫，為RTP的實現(xiàn)提供了可調(diào)用的庫函數(shù)，按照MPEG-4數(shù)據(jù)流的RTP封裝格式和流程，設(shè)計實現(xiàn)了RTP編程。 最后對系統(tǒng)的功能和性能進(jìn)行了測試。測試結(jié)果顯示MPEG-4在保證與JPEG相當(dāng)?shù)膱D像質(zhì)量時，大大減少了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。同時，使用RTP協(xié)議進(jìn)行傳輸，保證了系統(tǒng)的實時性，也保證了圖像的傳輸質(zhì)量。
標(biāo)簽： ARMLinuz 視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-07-12
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在交流伺服系統(tǒng)中,永磁同步電動機(PMSM)作為執(zhí)行元件具有高效、節(jié)能、便于維修的特點,廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床的進(jìn)給伺服單元及機器人等需精確定位的裝置中.由于PMSM驅(qū)動系統(tǒng)受電機參數(shù)變化、外部負(fù)載擾動、對象未建模和非線性動態(tài)特性等不確定性的影響,因此,采用并發(fā)展先進(jìn)的控制技術(shù),不斷改善與提高位置伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度、動態(tài)響應(yīng)特性及對系統(tǒng)參數(shù)變化的自適應(yīng)性和抗干擾性是一個必然趨勢.該文對PMSM的控制機理和特性作了較為深入的分析;建立了PMSM的數(shù)學(xué)模型,并采用了id=0的矢量控制策略;對控制系統(tǒng)組成及控制方式作了分析和比較,在此基礎(chǔ)上建立了電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的三閉環(huán)控制系統(tǒng),對作為反饋主回路的位置環(huán)采用了模糊CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法,該方法兼具模糊控制器的快速性和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力;構(gòu)建了針對PMSM位置伺服系統(tǒng)的模糊CMAC控制器結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的算法;利用先進(jìn)的計算機仿真工具(Matlab下的Simulink)對所提出的控制策略進(jìn)行了數(shù)字仿真和分析;仿真和實驗結(jié)果表明本文所提出的控制策略對PMSM位置伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制具有良好的魯棒性能和快速性.該文首次提出將兼具快速性和自學(xué)習(xí)能力的模糊CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器應(yīng)用于PMSM位置伺服系統(tǒng)中,可以說該文為發(fā)展高性能PMSM位置伺服系統(tǒng)提供了充分的技術(shù)資料,也為今后進(jìn)一步提高其性能提出了新的思路和方法.
標(biāo)簽： CMAC PMSM 模糊 位置伺服系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著大量的工礦企業(yè)的興起和擴張，會有越來越多的廢水、污水排放到環(huán)境中，特別是在珠江三角洲地區(qū)，這一現(xiàn)象尤為突出。目前珠江流域的水資源已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重污染，由此帶來的環(huán)境污染和生態(tài)污染已引起了當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門的高度重視。為此，本課題通過與廣東泰斗微電子公司合作，研發(fā)一種具有通用性的水污染源信息監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的語音報警器，通過實時快速的污染源信息檢測，完成對污染源信息的語音報警和存儲。 報警器的功能是接收由前端北斗通信處理器傳輸來的污染源信號進(jìn)行相應(yīng)的語音報警。本報警器設(shè)計選用目前工業(yè)控制領(lǐng)域流行的ARM芯片LPC2368作為主控制器，并采用RS232/RS485通用通信方式來完成對水污染源信息的采集與處理；選用SD卡作為存儲介質(zhì)來實現(xiàn)對語音文件和污染源信息的存儲；語音報警部分選用價格低廉的WAV和MP3解碼芯片VS1003進(jìn)行語音文件的解碼。設(shè)計中還對語音輸出通道進(jìn)行擴展，提高系統(tǒng)的擴展性和使用的靈活性。 本報警器設(shè)計兼容FAT16和FAT32兩種文件系統(tǒng)格式，并支持WAV和MP3兩種類型的語音文件報警，相比目前常用的水污染監(jiān)控系統(tǒng)報警器來說，本報警器具有更大的通用性和靈活性。本報警器在軟件設(shè)計中嵌入了實時微內(nèi)核操作系統(tǒng)uC/OS—Ⅱ，這使得本報警器在實時性方面有很大的改善和提高，有效的解決了基于前后臺軟件系統(tǒng)的報警器在報警時出現(xiàn)語音播放不連續(xù)的問題。 本報警器是“珠江水域北斗監(jiān)控示范工程”項目中的一部分即預(yù)警部分，目前該報警器已通過各項功能測試，并已安裝在多個監(jiān)控站點上試運行。
標(biāo)簽： ARM 監(jiān)控 報警 網(wǎng)絡(luò)
上傳時間： 2013-07-31
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