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正交信號源

基于ARMDSP的OFDM水下圖像傳輸系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術(shù)是一種多載波傳輸技術(shù)，它的基本思想是在頻域內(nèi)將給定信道劃分成幾個相互正交的子信道，每個子信道使用一個子載波進(jìn)行調(diào)制，各子載波并行傳輸。該技術(shù)可以有效提高頻譜利用率，能夠?qū)苟鄰叫?yīng)產(chǎn)生的頻率選擇性衰弱和載波間干擾，在時變、頻變、多徑干擾嚴(yán)重的水聲信道中具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。隨著計(jì)算機(jī)和多媒體通信技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深入。其中，基于ARM技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)(IP)核的微處理器依靠其高性能、低功耗和易擴(kuò)展的特點(diǎn)，在工業(yè)控制、無線通信、消費(fèi)電子等多個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用；隨著嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜度的提高，操作系統(tǒng)已成為嵌入式系統(tǒng)不可缺少的一部分。其中，嵌入式Linux憑借免費(fèi)開源、功能強(qiáng)大、成熟穩(wěn)定等特點(diǎn)，目前已成為主要的嵌入式操作系統(tǒng)之一。數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)具有很強(qiáng)的數(shù)字信號處理能力，可以滿足各種高實(shí)時要求，但其尋址范圍小，I/O功能較差。ARM+DSP雙處理器的結(jié)構(gòu)可以充分利用ARM和DSP各自的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。本論文的主要工作是研究和實(shí)現(xiàn)一個基于OFDM技術(shù)的由ARM+DSP硬件平臺實(shí)現(xiàn)的能夠完成水下聲信道圖像傳輸?shù)南到y(tǒng)。主要研究內(nèi)容包括OFDM系統(tǒng)的基本原理、ARM+DSP底層硬件的驅(qū)動和控制，Linux操作系統(tǒng)的移植、MiniGUI人機(jī)界面的設(shè)計(jì)、相關(guān)應(yīng)用軟件的編寫以及在TMS320VC5502上初步實(shí)現(xiàn)OFDM的調(diào)制解調(diào)，以期對今后水下圖像傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)能具有較大的參考價(jià)值。

標(biāo)簽： ARMDSP OFDM 圖像傳輸系統(tǒng)

上傳時間： 2013-05-20

上傳用戶：Ruzzcoy
OFDM信道估計(jì)模塊運(yùn)算部件的FPGA設(shè)計(jì)

正交頻分復(fù)用(OnIlogonaJ Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術(shù)通過將整個信道分為多個帶寬相等并行傳輸?shù)淖有诺溃ㄟ^將信息經(jīng)過子信道獨(dú)立傳輸來實(shí)現(xiàn)通信，子信道的正交性可以保證最大限度的利用頻譜資源。OFDM系統(tǒng)通過循環(huán)前綴來消除符號間干擾(ISI)，通過IDFT/DFT調(diào)制解調(diào)降低了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。由于其頻譜利用率高，抗多徑能力強(qiáng)，在多種通信場合中都得到了應(yīng)用。雖然有著上述優(yōu)點(diǎn)，但為了準(zhǔn)確的恢復(fù)信號，信道估計(jì)是OFDM系統(tǒng)中必須實(shí)現(xiàn)的一環(huán)。本文正是針對OFDM接收機(jī)中的信道估計(jì)模塊的運(yùn)算部件的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。首先，研究了OFDM信道估計(jì)的LS算法，一階線性插值算法，二次多項(xiàng)式插值算法，建立了適用于寬帶通信系統(tǒng)的信道估計(jì)模塊模型。其次研究了加法器電路和乘法器電路的實(shí)現(xiàn)，包括進(jìn)位行波加法器，曼徹斯特進(jìn)位鏈，超前進(jìn)位加法器和乘法原理，陣列乘法器，wallace樹乘法器及BOOTH編碼算法，并分析了各種電路的特性及優(yōu)缺點(diǎn)。接著研究了幾種主要的除法器設(shè)計(jì)算法，包括數(shù)字循環(huán)算法，基于函數(shù)迭代的算法，以及CORDIC算法，結(jié)合信道估計(jì)的特點(diǎn)選擇了函數(shù)迭代和CORDIC算法作為具體實(shí)現(xiàn)的方法。最后，在前面的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上在FPGA芯片上實(shí)現(xiàn)了前面的設(shè)計(jì)方案。

標(biāo)簽： OFDM FPGA 信道估計(jì) 模塊

上傳時間： 2013-06-06

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OFDM基帶調(diào)制系統(tǒng)在FPGA上的實(shí)現(xiàn)

本文著重研究了OFDM調(diào)制解調(diào)技術(shù)在FPGA上的實(shí)現(xiàn)。全文內(nèi)容安排如下：　　第一章介紹了PLD(可編程邏輯器件)和OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)的發(fā)展歷史。　　第二章介紹了PLD的分類、工藝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及FPGA的開發(fā)環(huán)境、開發(fā)流程和Verilog語言的特點(diǎn)。　　第三章就OFDM系統(tǒng)中的基本概念進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。　　第四、五章是OFDM算法的在FPGA上的實(shí)現(xiàn)，首先對要實(shí)現(xiàn)的算法進(jìn)行分析，給出了需要實(shí)現(xiàn)的指標(biāo)。然后給出了FPGA的實(shí)現(xiàn)方案，對系統(tǒng)的進(jìn)行仿真，給出了仿真波形圖和系統(tǒng)性能分析。　　第六章總結(jié)了全文的工作，對OFDM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要進(jìn)一步完善的方面進(jìn)行了探討。

標(biāo)簽： OFDM FPGA 基帶調(diào)制系統(tǒng)

上傳時間： 2013-08-05

上傳用戶：躍躍，，
基于FPGA實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展高速FFT處理器的研究

DFT(離散傅立葉變換)作為將信號從時域轉(zhuǎn)換到頻域的基本運(yùn)算,在各種數(shù)字信號處理中起著核心作用

標(biāo)簽： FPGA FFT 擴(kuò)展處理器

上傳時間： 2013-08-04

上傳用戶：wangdean1101
基于IEEE80211a的OFDM傳輸系統(tǒng)的接收機(jī)算法研究與FPGA實(shí)現(xiàn)

作為一項(xiàng)正在興起的無線應(yīng)用服務(wù),無線局域網(wǎng)已在機(jī)場、校園、會議室、甚至在家庭都有所應(yīng)用.它正叩開高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場的大門.目前,無線局域網(wǎng)仍處于眾多標(biāo)準(zhǔn)共存時期.每一標(biāo)準(zhǔn)的背后都有大公司或者大集團(tuán)的支持.在眾多無線局域網(wǎng)協(xié)議中IEEE802.11a協(xié)議是很有特色的一個,它的優(yōu)勢在于采用了正交頻分復(fù)用(OFDM)方式來傳輸數(shù)據(jù),該技術(shù)可幫助提高速度和改進(jìn)信號質(zhì)量,并可克服干擾,因此得到眾多關(guān)注.為了讓這種高速的局域網(wǎng)真正應(yīng)用到實(shí)際中,我們的項(xiàng)目就是要在硬件上實(shí)現(xiàn)基于IEEE802.11a協(xié)議的OFDM系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī),而本文的主要工作就是用FPGA實(shí)現(xiàn)這個系統(tǒng)的內(nèi)接收機(jī).內(nèi)接收機(jī)主要包括同步估計(jì)和信道估計(jì).但是目前OFDM系統(tǒng)中包括同步、信道編碼、信道估計(jì)、用戶檢測、降低峰均比等一些關(guān)鍵技術(shù)在具體實(shí)現(xiàn)上還存在著一些困難.許多文獻(xiàn)對這些關(guān)鍵技術(shù)基本停留在理論上的討論,與具體的實(shí)現(xiàn)還存在很大的差距.因此本文通過研究同步和信道估計(jì)的多種算法的性能和其實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度,提出一種適合在IEEE802.11a協(xié)議環(huán)境下的同步算法和信道估計(jì),用FPGA加以實(shí)現(xiàn).首先本文總結(jié)了目前OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)的算法.在此基礎(chǔ)上詳細(xì)的討論了基于IEEE802.11a協(xié)議的OFDM系統(tǒng)可以采用的信道估計(jì)方法:(1)提出了借助訓(xùn)練序列的LS估計(jì)法和LS-average估計(jì)法,分別在AWGN信道和多徑信道對這兩種方法進(jìn)行了比較,證明無論在哪種信道環(huán)境下后者性能都要好于前者.為了能夠進(jìn)一步提高信道估計(jì)器的性能,在LS-average算法的基礎(chǔ)上提出了消噪算法(NRA).(2)提出了借助導(dǎo)頻的DFT插值算法.其次本文總結(jié)了目前OFDM系統(tǒng)同步的算法.OFDM系統(tǒng)同步包括定時同步和載波同步,其中定時同步又分為符號同步和抽樣同步.本文主要是研究定時同步,而載波同步只是簡單的討論,因?yàn)樵谶@項(xiàng)目中這是另有負(fù)責(zé)人.本文針對基于IEEE802.11a協(xié)議的OFDM系統(tǒng)把定時同步分為粗定時同步和細(xì)定時同步.然后分別對粗定時同步和細(xì)定時同步進(jìn)行了詳細(xì)的討論.其中對粗定時同步的方法有:利用短訓(xùn)練序列和利用循環(huán)前綴,并對這兩種方法進(jìn)行了比較.對細(xì)定時同步是利用導(dǎo)頻來跟蹤.最后根據(jù)前面兩章提出的算法所分析的結(jié)果,以及突發(fā)OFDM系統(tǒng)的信號和信道特征,選取了其中一種信道估計(jì)算法和定時同步算法,結(jié)合合作伙伴所提出的載波同步算法一起用FPGA實(shí)現(xiàn)整個基于IEEE802.11a協(xié)議的OFDM系統(tǒng)的內(nèi)接收機(jī),并分別測試了各個模塊的性能以及綜合模塊的性能.

標(biāo)簽： 80211a 80211 IEEE FPGA

上傳時間： 2013-05-26

上傳用戶：zhengzg
無線信道仿真和均衡器的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本文主要介紹了基于FPGA的無線信道盲均衡器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),在算法上選擇了比較成熟的DDLMS和CMA相結(jié)合的算法,結(jié)構(gòu)上采用四路正交FIR濾波器模型.在設(shè)計(jì)的過程中我們采取了用MATLAB進(jìn)行算法仿真,VerilogHDL語言進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)的策略.在硬件描述語言的設(shè)計(jì)流程中,信道盲均衡器運(yùn)用了Top-Down的模塊化設(shè)計(jì)方法,大大縮短了設(shè)計(jì)周期,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性.測試結(jié)果表明均衡器所有的性能指標(biāo)均達(dá)到預(yù)定目標(biāo),且工作性能良好,均衡效果較為理想,能夠滿足指標(biāo)要求.本課題所設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的信道盲均衡器,為FPGA芯片設(shè)計(jì)技術(shù)做了有益的探索性嘗試,對今后無線通信系統(tǒng)中的單芯片可編程系統(tǒng)(SOPC)的設(shè)計(jì)運(yùn)用有著積極的借鑒意義.

標(biāo)簽： FPGA 無線信道仿真均衡器

上傳時間： 2013-05-28

上傳用戶：huyiming139
OFDM系統(tǒng)幀檢測及同步算法FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)，它具有頻譜利用率高、抗多徑能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在寬帶無線多媒體通信領(lǐng)域中受到了廣泛的關(guān)注。 OFDM系統(tǒng)可分為連續(xù)工作模式和突發(fā)工作模式。在IEEE802.11a、HiperLANType2等無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中采用了OFDM的突發(fā)工作模式，該模式下的接收機(jī)首先對符合某種特定格式的幀做出檢測。本文介紹了一種基于最小錯誤概率準(zhǔn)則的幀檢測算法，提出了該算法的FPGA實(shí)現(xiàn)方案。同步技術(shù)是OFDM最關(guān)鍵的技術(shù)之一，它包括載波頻率同步和符號同步。載波頻率同步是為了糾正接收端相對于發(fā)送端的載波頻率偏移，以保證子載波間的正交性；符號同步確定OFDM符號有用數(shù)據(jù)信息的開始時刻，也就是確定FFT窗的開始時刻。本文首先介紹了一種基于自相關(guān)的載波頻率同步算法，給出了它的FPGA實(shí)現(xiàn)方案，重點(diǎn)講述了其中用到的Cordic算法及其實(shí)現(xiàn)；然后介紹了分別基于互相關(guān)和自相關(guān)的兩種符號同步算法，給出了各自的FPGA實(shí)現(xiàn)方案，從實(shí)現(xiàn)的角度比較了兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，并且在FPGA設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了面積復(fù)用和流水線操作的設(shè)計(jì)思想。文章最后介紹了系統(tǒng)調(diào)試的情況，總結(jié)出一種ChipScopePro與Matlab相結(jié)合的調(diào)試方法，該方法在FPGA調(diào)試方面具有一定的通用性。

標(biāo)簽： OFDM FPGA 幀

上傳時間： 2013-07-16

上傳用戶：Killerboo
OFDMMIMO系統(tǒng)接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究與FPGA實(shí)現(xiàn)

近年來，移動通信技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展及應(yīng)用，各種全新的無線通信概念層出不窮、各種新的體制及其關(guān)鍵技術(shù)日新月異。由于正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)可以高效地利用頻譜資源并有效地對抗頻率選擇性衰落，多入多出(MIMO)利用多個天線實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加帶寬和發(fā)送功率的情況下，可以成倍提高信道容量，因此OFDM-MIMO技術(shù)被廣泛認(rèn)為是后三代通信系統(tǒng)(B3G)的關(guān)鍵技術(shù)，是當(dāng)今移動通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文對OFDM-MIMO通信系統(tǒng)接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)--數(shù)字下變頻，OFDM同步、解調(diào)進(jìn)行了相關(guān)研究，在多天線接收板的XC2VP70-5FF1704芯片上，完成了數(shù)字下變頻，OFDM同步和解調(diào)的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過功能仿真、時序仿真、板級電路測試，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的正確性。本文首先介紹了OFDM基本原理以其特點(diǎn)，然后對同步技術(shù)和數(shù)字下變頻技術(shù)作了相應(yīng)的介紹。同步是OFDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，即是針對系統(tǒng)中存在的時間偏差、頻率偏差進(jìn)行定時恢復(fù)、頻偏的估計(jì)與補(bǔ)償，來減少各種同步偏差對系統(tǒng)性能的影響。數(shù)字下變頻是軟件無線電的核心技術(shù)之一，其基本功能是從高速中頻數(shù)字信號中提取所需的窄帶信號，將其下變頻為基帶信號，降低數(shù)據(jù)率，以供后續(xù)DSP器件作進(jìn)一步處理。在數(shù)字下變頻器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方面，本文先介紹了數(shù)字下變頻器的原理和基本結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)系統(tǒng)要求對其進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并在實(shí)現(xiàn)上作了一些簡化，節(jié)約了硬件資源。在對時間同步的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方面，本文采用了利用PN序列進(jìn)行時間同步的算法。在實(shí)現(xiàn)上根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況將數(shù)據(jù)分為四路分別與本地PN碼做滑動相關(guān)運(yùn)算，更有效的利用了同步數(shù)據(jù)，達(dá)到了更好的同步性能。在OFDM的頻率同步的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方面，本文采用重復(fù)的PN碼兩兩相關(guān)來估計(jì)頻偏值，并聯(lián)合一個二階負(fù)反饋環(huán)路進(jìn)行補(bǔ)償。該算法利用環(huán)路自身噪聲帶寬抑制噪聲，提高頻率估計(jì)精度，并同時利用負(fù)反饋擴(kuò)大頻偏估計(jì)范圍。本文在對算法的詳細(xì)研究分析的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行了FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

標(biāo)簽： OFDMMIMO FPGA 接收機(jī)

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：heminhao
基于FPGA的數(shù)字上變頻方法研究

本論文介紹了毫米波通信系統(tǒng)中常用的上變頻方案和調(diào)制方式，比較了它們的性能和特點(diǎn)，最終在發(fā)射系統(tǒng)中選擇了DQPSK調(diào)制方式。提出了一種利用數(shù)字上變頻技術(shù)進(jìn)行基帶信號的數(shù)字域上變頻調(diào)制的方法。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了現(xiàn)場可編程邏輯器件FPGA和通用正交上變頻器AD9857相結(jié)合的方案。本設(shè)計(jì)硬件平臺以AD公司的AD9857為核心，在數(shù)字域完成了基帶數(shù)字信號內(nèi)插濾波、正交調(diào)制、D/A變換等功能；選用ALTERA公司的Cyclone系列EPlC6Q240C8完成了基帶數(shù)字信號的處理，并實(shí)現(xiàn)了對AD9857的控制。軟件部分，應(yīng)用Quartus Ⅱ和硬件描述語言VHDL在FPGA中完成了基帶數(shù)字信號處理模塊(串并轉(zhuǎn)換模塊、差分編碼模塊)和與AD9857的通信模塊(串口通信模塊、并口通信模塊)的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在70MHz中頻載波上的DQPSK調(diào)制。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活，頻率分辨率高，頻率變化速率高等優(yōu)點(diǎn)。

標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字方法研究

上傳時間： 2013-07-18

上傳用戶：qoovoop
基于FPGA的DMBT信道調(diào)制的設(shè)計(jì)研究

隨著科技的發(fā)展和社會的進(jìn)步，數(shù)字電視已逐漸成為現(xiàn)代電視的主流。利用今年是奧運(yùn)年的契機(jī)，研究和推廣數(shù)字電視廣播具有重大的意義。2006年8月底我國出臺的數(shù)字多媒體/電視廣播(DMB-T)標(biāo)準(zhǔn)，確立了中國自己的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。以此來發(fā)展擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字電視事業(yè)，不僅可以滿足廣大人民群眾日益增長的物質(zhì)、文化要求，還可以帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。本課題在深入研究DMB-T國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，首先對系統(tǒng)的調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)規(guī)劃，然后對信道調(diào)制的星座映射、系統(tǒng)信息插入、幀體數(shù)據(jù)處理、PN序列插入的幀形成模塊和成形濾波模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真，并驗(yàn)證了其正確性。 3780個子載波的時域同步正交多載波技術(shù)(TDS-OFDM)是DMB-T調(diào)制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于載波數(shù)不是2的整數(shù)次冪，考慮到實(shí)現(xiàn)的有效性，不能采用現(xiàn)已成熟的基-2或基-4的快速傅立葉變換(FFT)算法。針對調(diào)制系統(tǒng)中特有的3780點(diǎn)IFFT，課題深入分析和比較了Cooley-Tukey、Winograd和素因子三種離散快速傅立葉變換算法的特點(diǎn)和性能，綜合利用了三種算法優(yōu)勢，考慮了算法的復(fù)雜度、運(yùn)算的速度、資源的消耗，設(shè)計(jì)出一種新的算法，進(jìn)行了Matlab驗(yàn)證和基于FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)的仿真。分析表明，該算法所需的加法、乘法次數(shù)已很逼近4096點(diǎn)FFT算法。 DMB-T發(fā)射端的基帶成形濾波采用了平方根升余弦滾降濾波，由于其0.05的滾降系數(shù)在實(shí)現(xiàn)中比較苛刻，所以是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。本課題利用Matlab工具采用了等紋波最優(yōu)濾波的方法設(shè)計(jì)了169階數(shù)字濾波器，其阻帶衰減達(dá)到了46.9dB，完全符合標(biāo)準(zhǔn)的要求；利用四倍插值的方法實(shí)現(xiàn)了I、Q合路的該濾波器的FPGA設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，顯著降低了濾波器的運(yùn)算量，大大節(jié)約了實(shí)現(xiàn)該濾波器所需的乘法器資源。

標(biāo)簽： FPGA DMBT 信道調(diào)制

上傳時間： 2013-06-28

上傳用戶：camelcamel690