全數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)具有多速率、多制式、智能性等特點(diǎn),這極大的提高了通信系統(tǒng)的靈活性和通用性,符合未來通信技術(shù)發(fā)展的方向。 本文從如下幾個(gè)方面對全數(shù)字調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行了深入系統(tǒng)研究:1,在介紹全數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的發(fā)展現(xiàn)狀和研究QPSK通信調(diào)制解調(diào)方式的基礎(chǔ)上,依據(jù)軟件定性仿真分析了QPSK正交調(diào)制解調(diào)系統(tǒng),設(shè)計(jì)出了滿足系統(tǒng)要求的實(shí)現(xiàn)電路框圖并選定了芯片;2,在完成了基于FPGA芯片實(shí)現(xiàn)QPSK調(diào)制解調(diào)的算法方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,利用VHDL語言完成了芯片程序的設(shè)計(jì),并對其進(jìn)行了調(diào)試和功能仿真;3,利用設(shè)計(jì)出的調(diào)制解調(diào)器與選定的AD、DA、正交調(diào)制解調(diào)芯片,完成了QPSK通信系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)并完成了調(diào)制電路的研制;4,完成電路的信息速率大于300Kbps,產(chǎn)生的中頻信號中心頻率70MHz,帶寬500KHz,滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,由于時(shí)間關(guān)系解調(diào)電路仍在調(diào)試中。 本文基于FPGA實(shí)現(xiàn)的QPSK數(shù)字調(diào)制解調(diào)器具有體積小、集成度高和軟件可升級等優(yōu)點(diǎn),這為設(shè)計(jì)高集成和高靈活性的通信系統(tǒng)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
標(biāo)簽: QPSK FPGA 基帶 通信設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-07-08
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本文分析了數(shù)字音頻處理技術(shù)中數(shù)字濾波器的各種傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)算法,尤其是研究了FIR數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)算法,在分析了數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)算法的基礎(chǔ)上,針對家用和便攜式音頻處理系統(tǒng),提供一種基于FPGA的音頻處理器的實(shí)現(xiàn)方案,以適應(yīng)便攜式和家用設(shè)備對處理器體積和功耗小的發(fā)展要求.該方案對實(shí)現(xiàn)N階FIR數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)算法進(jìn)行了改良,將濾波器的系數(shù)用浮點(diǎn)數(shù)表示法來表示,使得原本至少需要一個(gè)乘法器和一個(gè)加法器來實(shí)現(xiàn)濾波功能,現(xiàn)在僅需要若干次加法和移位運(yùn)算就可以實(shí)現(xiàn),很大程度降低了設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和系統(tǒng)功耗,也減少了芯片的面積.同時(shí)采用硬件描述語言VHDL實(shí)現(xiàn)了音頻處理器各個(gè)模塊的設(shè)計(jì).
上傳時(shí)間: 2013-06-02
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隨著國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷豐富,Intenret已經(jīng)從最初以學(xué)術(shù)交流為目的而演變?yōu)樯虡I(yè)行為,網(wǎng)絡(luò)安全性需求日益增加,高速網(wǎng)絡(luò)安全保密成為關(guān)注的焦點(diǎn),在安全得到保障的情況下,為了滿足網(wǎng)速無限制的追求,高速網(wǎng)絡(luò)硬件加密設(shè)備也必將成為需求熱點(diǎn)。另一方面,IPSec協(xié)議被廣泛的應(yīng)用于防火墻和安全網(wǎng)關(guān)中,但對IPSec協(xié)議的處理會(huì)大大增加網(wǎng)關(guān)的負(fù)載,成為千兆網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的瓶頸。本文便是針對上述現(xiàn)狀,研究基于高性能FPGA實(shí)現(xiàn)千兆IPSec協(xié)議的設(shè)計(jì)技術(shù)。 目前,國外IPSec協(xié)議實(shí)現(xiàn)已經(jīng)芯片化,達(dá)到幾千兆的速率,但是國內(nèi)產(chǎn)品多以軟件實(shí)現(xiàn),速度難以提高。本文采用的基于FPGA的IPSec技術(shù)方案,采用硬件實(shí)現(xiàn)隧道模式下的IPSec協(xié)議,為IP分組及其上層協(xié)議數(shù)據(jù)提供機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)源驗(yàn)證等安全服務(wù)。在以VPN為實(shí)施方案的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了以KDIPSec為設(shè)備原型以IPSec協(xié)議為出發(fā)點(diǎn)的千兆網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境模型,從硬件體系結(jié)構(gòu)到各個(gè)模塊的劃分以及各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的功能這幾個(gè)方面描述了KDIPSec實(shí)現(xiàn)技術(shù),最后描述了一些關(guān)鍵模塊的FPGA設(shè)計(jì)和和仿真。所有處理模塊均在Xilinx公司的FPGA芯片中實(shí)現(xiàn),處理速率超過1Gb/s。
標(biāo)簽: IPSec FPGA 協(xié)議 實(shí)現(xiàn)技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-07-03
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相對于JPEG中二維離散余弦變換(2DDCT)來說,在JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中,二維離散小波變換(2DDWT)是其圖像壓縮系統(tǒng)的核心變換。在很多需要進(jìn)行實(shí)時(shí)處理圖像的系統(tǒng)中,如數(shù)碼相機(jī)、遙感遙測、衛(wèi)星通信、多媒體通信、便攜式攝像機(jī)、移動(dòng)通信等系統(tǒng),需要用芯片實(shí)現(xiàn)圖像的編解碼壓縮過程。雖然有許多研究工作者對圖像處理的小波變換進(jìn)行了研究,但大都只偏重算法研究,對算法硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)的復(fù)雜性考慮較少,對圖像處理的小波變換硬件實(shí)現(xiàn)的研究也較少。 本文針對圖像處理的小波變換算法及其硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。對文獻(xiàn)[13]提出的“內(nèi)嵌延拓提升小波變換”(Combiningthedata-extensionprocedureintothelifting-basedDWTcore)快速算法進(jìn)行仔細(xì)分析,提出一種基于提升方式的5/3小波變換適合硬件實(shí)現(xiàn)的算法,在MATLAB中仿真驗(yàn)證了該算法,證明其是正確的。并設(shè)計(jì)了該算法的硬件結(jié)構(gòu),在MATLAT的Simulink中進(jìn)行仿真,對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行VHDL語言的寄存器傳輸級(RTL)描述與仿真,成功綜合到Altera公司的FPGA器件中進(jìn)行驗(yàn)證通過。本算法與傳統(tǒng)的小波變換的邊界處理方法比較:由于將其邊界延拓過程內(nèi)嵌于小波變換模塊中,使該硬件結(jié)構(gòu)無需額外的邊界延拓過程,減少小波變換過程中對內(nèi)存的讀寫量,從而達(dá)到減少內(nèi)存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和運(yùn)算速度的特點(diǎn)。本算法與文獻(xiàn)[13]提出的算法相比較:無需增加額外的硬件計(jì)算模塊,又具有在硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)不改變原來的提升小波算法的規(guī)則性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。這種小波變換硬件芯片的實(shí)現(xiàn)不僅適用于JPEG2000的5/3無損小波變換,當(dāng)然也可用于其它各種實(shí)時(shí)圖像壓縮處理硬件系統(tǒng)。
上傳時(shí)間: 2013-06-13
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逆變控制器的發(fā)展經(jīng)歷從分立元件的模擬電路到以專用微處理芯片(DSP/MCU)為核心的電路系統(tǒng),并從數(shù)模混合電路過渡到純數(shù)字控制的歷程。但是,通用微處理芯片是為一般目的而設(shè)計(jì),存在一定局限。為此,近幾年來逆變器專用控制芯片(ASIC)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究越來越受到關(guān)注,已成為逆變控制器發(fā)展的新方向之一。本文利用一個(gè)成熟的單相電壓型PWM逆變器控制模型,圍繞逆變器專用控制芯片ASIC的實(shí)現(xiàn)技術(shù),依次對專用芯片的系統(tǒng)功能劃分,硬件算法,全系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及優(yōu)化,流水線操作和并行化,芯片運(yùn)行穩(wěn)定性等問題進(jìn)行了初步研究。首先引述了單相電壓型PWM逆變器連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間的數(shù)學(xué)模型,以及基于極點(diǎn)配置的單相電壓型PWM逆變器電流內(nèi)環(huán)電壓外環(huán)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程,同時(shí)給出了仿真結(jié)果,仿真表明此系統(tǒng)具有很好的動(dòng)、靜態(tài)性能,并且具有自動(dòng)限流功能,提高了系統(tǒng)的可靠性。緊接著分析了FPGA器件的特征和結(jié)構(gòu)。在給出本芯片應(yīng)用目標(biāo)的基礎(chǔ)上,制定了FPGA目標(biāo)器件的選擇原則和芯片的技術(shù)規(guī)格,完成了器件選型及相關(guān)的開發(fā)環(huán)境和工具的選取。然后系統(tǒng)闡述了復(fù)雜FPGA設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法學(xué),詳細(xì)介紹了基于FPGA的ASIC設(shè)計(jì)流程,概要介紹了僅使用QuartusII的開發(fā)流程,以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII結(jié)合使用的開發(fā)流程。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了芯片系統(tǒng)功能劃分,針對:DDS標(biāo)準(zhǔn)正弦波發(fā)生器,電壓電流雙環(huán)控制算法單元,硬件PI算法單元,SPWM產(chǎn)生器,三角波發(fā)生器,死區(qū)控制器,數(shù)據(jù)流/控制流模塊等逆變器控制硬件算法/控制單元,研究了它們的硬件算法,完成了模塊化設(shè)計(jì)。分析了全數(shù)字鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)和模型,以此為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于逆變器的,用比例積分方法替代傳統(tǒng)鎖相系統(tǒng)中的環(huán)路濾波,用相位累加器實(shí)現(xiàn)數(shù)控振蕩器(DCO)功能的高精度二階全數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)。分析了“流水線操作”等設(shè)計(jì)優(yōu)化問題,并針對逆變器控制系統(tǒng)中,控制系統(tǒng)算法呈多層結(jié)構(gòu),且層與層之間還有數(shù)據(jù)流聯(lián)系,其執(zhí)行順序和數(shù)據(jù)流的走向較為復(fù)雜,不利于直接采用流水線技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的特點(diǎn),提出一種全新的“分層多級流水線”設(shè)計(jì)技術(shù),有效地解決了復(fù)雜控制系統(tǒng)的流水線優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。本文最后對芯片運(yùn)行穩(wěn)定性等問題進(jìn)行了初步研究。指出了設(shè)計(jì)中的“競爭冒險(xiǎn)”和飽受困擾之苦的“亞穩(wěn)態(tài)”問題,分析了產(chǎn)生機(jī)理,并給出了常用的解決措施。
上傳時(shí)間: 2013-05-28
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隨著圖像處理和模式識別技術(shù)的進(jìn)步,基于生物特征的識別技術(shù)成為蓬勃發(fā)展的高技術(shù)之一,根據(jù)IBG(InternationalBiometricGroup)組織對生物特征市場的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測,該領(lǐng)域的收入的年增長率30-50%,到2008年,全球總收入將達(dá)到46.39億美元。而基于指紋特征的識別技術(shù)由于其獨(dú)特的可靠性,穩(wěn)定性,方便快捷的特點(diǎn),恰好符合了市場的需求。目前指紋識別技術(shù)是生物識別領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的識別技術(shù),也是研究與應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)。 SOPC片上可編程系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera公司開發(fā)的一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入FPGA內(nèi)部,與用戶自定義邏輯結(jié)合構(gòu)成一個(gè)基于FPGA的片上系統(tǒng)。與嵌入式硬核相比較,嵌入式軟核具有更大的靈活性。而FPGA的高速性、恰恰滿足了指紋識別系統(tǒng)對速度的要求。 本文對指紋識別技術(shù)中各個(gè)環(huán)節(jié)的算法進(jìn)行了較為深入的研究,結(jié)合NiosⅡ嵌入式處理器的特點(diǎn),對算法進(jìn)行了合理的選擇與優(yōu)化,形成了一套完整的指紋識別算法,并提出了一種基于FPGA的指紋識別系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案。 論文的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面: 1、對指紋圖像預(yù)處理、后處理和匹配算法進(jìn)行了改進(jìn),提高了算法的性能;設(shè)計(jì)了一種適用于快速匹配的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);提出了一套基于特征點(diǎn)匹配的指紋識別算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法速度快、誤識率較低、可靠性較高,可以滿足實(shí)用的要求。 2、本著增加系統(tǒng)集成度、減小系統(tǒng)體積、提高便攜性、降低功耗和成本,同時(shí)提升系統(tǒng)的性能的原則,使用Altera公司提供的外圍設(shè)備IP核配合NiosⅡ處理器軟核搭建了一個(gè)單片嵌入式系統(tǒng),然后以內(nèi)嵌NiosⅡ軟核的FPGA和FPS200指紋采集器為核心芯片,外配片外RAM和Flash存儲(chǔ)器以及小鍵盤和LCD顯示屏等器件,設(shè)計(jì)了一個(gè)便攜式指紋識別系統(tǒng),提出了一套基于FPGA的硬件設(shè)計(jì)方案。 3、利用NiosⅡ開發(fā)板對硬件設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了初步的驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了指紋采集芯片F(xiàn)PS200與FPGA的接口,并進(jìn)行了算法的移植。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是可行的。基于FPGA的自動(dòng)指紋識別系統(tǒng)在速度、功耗、體積、擴(kuò)展性方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢,具有廣闊的發(fā)展空間。最后提出了對這一設(shè)計(jì)繼續(xù)改進(jìn)的思路和下一步研究的內(nèi)容。
標(biāo)簽: FPGA 指紋識別 法的研究 硬件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間: 2013-06-07
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在機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域中,如何有效地提高機(jī)器人控制系統(tǒng)的控制性能始終是研究學(xué)者十分關(guān)注的一個(gè)重要內(nèi)容。在分析了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程和機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后,本論文的主要目標(biāo)是針對四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人特有的機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型,建立一個(gè)新型全數(shù)字的基于DSP和FPGA的機(jī)器人位置伺服控制系統(tǒng)的軟、硬件平臺,實(shí)現(xiàn)對四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人的精確控制。 本論文從實(shí)際情況出發(fā),首先分析了所研究的四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu),并對其抽象簡化得到了它的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型。在明確了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人精確位置伺服控制的控制原理后,我們對機(jī)器人控制系統(tǒng)的諸多可行性方案進(jìn)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(jié)構(gòu):第一級CPU為上位計(jì)算機(jī),它實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及完成機(jī)器人實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃等控制算法的運(yùn)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(shí)現(xiàn)了對機(jī)器人多個(gè)關(guān)節(jié)的高速并行驅(qū)動(dòng);第三級CPU為交流伺服驅(qū)動(dòng)處理器,它實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服電機(jī)的精確三閉環(huán)誤差驅(qū)動(dòng)控制,以及電機(jī)的故障診斷和自動(dòng)保護(hù)等功能。此外,我們采用比普通UART速度快得多的USB來實(shí)現(xiàn)上位計(jì)算機(jī).與下位控制器之間的數(shù)據(jù)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(tǒng)的通信速度和可靠性。 機(jī)器人系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分:一是采用VC++實(shí)現(xiàn)的上位監(jiān)控軟件系統(tǒng),它主要負(fù)責(zé)機(jī)器人實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃等控制算法的運(yùn)算,同時(shí)完成用戶與機(jī)器人系統(tǒng)之間的信息交互;二是采用C語言實(shí)現(xiàn)的下位DSP控制程序,它主要負(fù)責(zé)接收上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱發(fā)送的控制信號,實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng),同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)的向上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱反饋機(jī)器人的當(dāng)前狀態(tài)信息。 研究開發(fā)出來的四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人控制器具有控制實(shí)時(shí)性好、定位精度高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn),它允許用戶通過上位控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的各種設(shè)定作業(yè)的控制,也可以讓用戶通過機(jī)器人控制箱現(xiàn)場對機(jī)器人進(jìn)行回零、示教等各項(xiàng)操作。
標(biāo)簽: FPGA DSP 實(shí)驗(yàn)室 機(jī)器人控制器
上傳時(shí)間: 2013-06-11
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隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,可編程邏輯器件取得了迅速的發(fā)展,其功能日益強(qiáng)大,F(xiàn)PGA內(nèi)部可用邏輯資源飛速增長,近來推出的FPGA都針對數(shù)字信號處理的特點(diǎn)做了特定設(shè)計(jì),集成了存儲(chǔ)器、鎖相環(huán)(PLL)、硬件乘法器、DSP模塊等,通過使用各個(gè)公司提供的FPGA開發(fā)軟件使用硬件描述語言,可以實(shí)現(xiàn)特定的信號處理算法,如FFT、FIR等算法,為電子設(shè)計(jì)工程師提供了新的選擇。實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)采用FPGA+DSP的結(jié)構(gòu)來完成整個(gè)復(fù)雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進(jìn)行分類,F(xiàn)PGA和DSP份協(xié)作發(fā)揮各自的長處,對于算法實(shí)現(xiàn)簡單、運(yùn)算量大、實(shí)時(shí)性高的這類處理過程由大容量高性能的FPGA實(shí)現(xiàn),DSP則用來處理經(jīng)過預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù),來運(yùn)行算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜,乘加運(yùn)算多的算法。整個(gè)系統(tǒng)主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個(gè)部分。主要取得的了以下的研究成果:(1)研究了FPGA的工作原理及應(yīng)用,完成了Stratix芯片的選型。設(shè)計(jì)了數(shù)字圖像處理板的電路原理圖和PCB設(shè)計(jì)圖。并對電路板進(jìn)行調(diào)試,工作正常。(2)完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設(shè)計(jì),并調(diào)試成功,應(yīng)用到FPGA的調(diào)試下載配置中,取得了良好的實(shí)驗(yàn)與經(jīng)濟(jì)效果。(3)充分利用FPGA的設(shè)計(jì)開發(fā)軟件與工具,完成了中值濾波、形態(tài)學(xué)濾波和自適應(yīng)閾值的FPGA實(shí)現(xiàn),并給出了詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)過程。將算法下載到FPGA芯片,經(jīng)過試驗(yàn)調(diào)試,達(dá)到要求。(4)研究了PCI接口通訊的實(shí)現(xiàn)方式,選用PCI9054芯片實(shí)現(xiàn)通訊,完成PCI接口電路設(shè)計(jì),經(jīng)過調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了中斷、DMA等方式,滿足了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆#?)學(xué)習(xí)了C6701DSP芯片的工作特性以及內(nèi)部功能結(jié)構(gòu),完成了DSP外圍存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、時(shí)鐘信號發(fā)生以及電源模塊等外圍電路的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽: FPGA DSP 紅外 圖像預(yù)處理
上傳時(shí)間: 2013-07-16
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Turbo碼是一類并行級聯(lián)的系統(tǒng)卷積碼,它是在綜合級聯(lián)碼、最大后驗(yàn)概率(MAP)譯碼、軟輸入軟輸出及迭代譯碼等理論基礎(chǔ)上的一種創(chuàng)新。Turbo碼的基本原理是通過對編碼器結(jié)構(gòu)的巧妙設(shè)計(jì),多個(gè)子碼通過交織器隔離進(jìn)行并行級聯(lián)編碼輸出,增大了碼距。譯碼器則以類似內(nèi)燃機(jī)引擎廢氣反復(fù)利用的機(jī)理進(jìn)行迭代譯碼以反復(fù)利用有效信息流,從而獲得卓越的糾錯(cuò)能力。計(jì)算機(jī)仿真表明,Turbo碼不但在加性高斯噪聲信道下性能優(yōu)越,而且具有很強(qiáng)的抗衰落、抗干擾能力,當(dāng)交織長度足夠長時(shí),其糾錯(cuò)性能接近香農(nóng)極限。 FPGA(FieldProgrammableGateArray),即現(xiàn)場可編程門陣列,是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。FPGA技術(shù)具有大規(guī)模、高集成度、高可靠性、設(shè)計(jì)周期短、投資小、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),逐步成為復(fù)雜數(shù)字硬件電路設(shè)計(jì)的理想選擇。 本論文以東南大學(xué)移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室B3G課題組提出的“支持多天線的廣義多載波無線傳輸技術(shù)”(MIMO-GMC)為背景,分析了Turbo譯碼算法,并針對MIMO-GMC系統(tǒng)的迭代接收機(jī)中所采用的外信息保留和聯(lián)合檢測譯碼迭代的特點(diǎn),完成了采用滑動(dòng)窗Log-MAP算法的軟輸入、軟輸出的Turbo譯碼器的設(shè)計(jì)。整個(gè)譯碼器模塊的設(shè)計(jì)采用Verilog語言描述,并在VirtexⅡPro系列FPGA芯片上實(shí)現(xiàn)。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:shanml
針對現(xiàn)代中低壓電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)測及諧波治理的需要,論文綜合運(yùn)用嵌入式技術(shù)、現(xiàn)代信號處理技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)了一種新型低功耗、集成化的電網(wǎng)參數(shù)監(jiān)測儀。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對三相電網(wǎng)相/線電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)以及三相電壓、電流的31次以內(nèi)諧波的實(shí)時(shí)監(jiān)測。 論文分析了基于微處理器的電力系統(tǒng)基本參數(shù)的測量原理;對被測信號的交流參量通過抽樣方法獲得,由多點(diǎn)的抽樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的結(jié)果可以減小隨機(jī)誤差的影響;基于DFT和FFT的諧波測量原理,將FFT應(yīng)用于諧波分析獲得信號的頻域參數(shù);針對諧波測量中的混疊誤差設(shè)計(jì)了二階抗混疊濾波器;分析了非同步采樣和對非時(shí)限信號的截?cái)嘣斐傻念l譜泄露和柵欄效應(yīng)及其對諧波測量精度的影響。討論了常用的幾種窗函數(shù)對頻譜泄漏的抑制作用,在此基礎(chǔ)上選擇加海明窗對采樣信號進(jìn)行處理;針對DDS具有高精度頻率合成的特點(diǎn),將其應(yīng)用到電網(wǎng)信號的采樣上,提高了采樣的同步性,使得測量精度滿足了系統(tǒng)的要求。上述方法需要大量快速的迭代運(yùn)算,系統(tǒng)微處理器選用了32位ARM芯片LPC2132,提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)供電電源采用了開關(guān)電源、減小了體積,提高了效率;完成了下位機(jī)數(shù)據(jù)采集部分、二階抗混疊濾波器、測頻電路及通信模塊電路的設(shè)計(jì);最后介紹了軟件設(shè)計(jì)部分,主要包含了數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)過程,F(xiàn)FT程序的設(shè)計(jì),給出了各部分程序的流程圖;系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)了電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理程序,該軟件以LabWindows/CVI6.0為開發(fā)平臺,利用CVI豐富的庫函數(shù),完成對數(shù)據(jù)的處理、顯示和記錄等工作,并采用雙線程運(yùn)行模式,在數(shù)據(jù)采集和處理的同時(shí)完成了顯示、命令的發(fā)送和運(yùn)行曲線等功能。 按上述方案設(shè)計(jì)的樣機(jī)經(jīng)過三次電路制作與軟件調(diào)試,主要技術(shù)參數(shù)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,通過了實(shí)驗(yàn)室測試,目前正在電力系統(tǒng)諧波治理系統(tǒng)中進(jìn)行工業(yè)實(shí)驗(yàn)。
標(biāo)簽: ARM 電網(wǎng)參數(shù) 儀的研制 監(jiān)測
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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