現代社會對各種無線通信業務的需求迅猛增長,這就要求無線通信在具有較高傳輸質量的同時,還必須具有較大的傳輸容量。這種需求要求在無線通信中必須采用效率較高的線性調制方式,以提高有限頻帶帶寬的數據速率和頻譜利用率,而效率較高的調制方式通常會對發端發射機的線性要求較高,這就使功率放大器線性化技術成為下一代無線通信系統的關鍵技術之一。 在本文中,研究了前人所提出的各種功放線性化技術,如功率回退法、正負反饋法、預失真和非線性器件法等等,針對功率放大器對信號的失真放大問題進行研究,對比和研究了目前廣泛流行的自適應數字預失真算法。在一般的自適應數字預失真算法中,主要有兩類:無記憶非線性預失真和有記憶非線性預失真。無記憶非線性預失真主要是通過比較功率放大器的反饋信號和已知輸入信號的幅度和相位的誤差來估計預失真器的各種修正參數。而有記憶非線性預失真主要是綜合考慮功率放大器非線性和記憶性對信號的污染,需要同時分析信號的當前狀態和歷史狀態。在對比完兩種數字預失真算法之后,文章著重分析了有記憶預失真算法,選擇了其中的多項式預失真算法進行了具體分析推演,并通過軟件無線電的方法將數字信號處理與FPGA結合起來,在內嵌了System Generator軟件的Matlab/Simulink上對該算法進行仿真分析,證明了這個算法的性能和有效性。 本文另外一個最重要的創新點在于,在FPGA設計上,使用了系統級設計的思路,與Xilinx公司提供的軟件能夠很好的配合,在完成仿真后能夠直接將代碼轉換成FPGA的網表文件或者硬件描述語言,大大簡化了開發過程,縮短了系統的開發周期。
標簽: WCDMA FPGA 數字
上傳時間: 2013-06-20
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伴隨高速DSP技術的廣泛應用,實時快速可靠地進行數字信號處理成為用戶追求的目標。同時,由于可編程器件在速度和集成度方面的飛速提高,使得利用硬件實現數字信號實時快速可靠處理有了新的途徑。 FIR濾波器是數字信號處理中常用部件,它的最大優點在于:設計任何幅頻特性時,可以具有嚴格的線性相位,這一點對數字信號的實時處理非常關鍵。 FPGA是常用的可編程器件,它所具有的查找表結構非常適用于實現實時快速可靠的FIR濾波器,在加上VHDL語言靈活的描述方法以及與硬件無關的特點,使得使用VHDL語言基于FPGA芯片實現FIR濾波器成為研究的方向。 本文對基于FPGA的FIR數字濾波器實現進行了研究,并設計了一個16階的FIR低通濾波器。所做的主要工作為: 1.以FIR數字濾波器的基本理論為依據,使用分布式算法作為濾波器的硬件實現算法,并對其進行了詳細的討論。針對分布式算法中查找表規模過大的缺點,采用多塊查找表的方式減小硬件規模。 2.在設計中采用了自頂向下的層次化、模塊化的設計思想,將整個濾波器劃分為多個模塊,利用VHDL語言的描述方法進行了各個功能模塊的設計,最終完成了FIR數字濾波器的系統設計。 3.采用FLEX10K系列器件實現一個16階的FIR低通濾波器的設計實例,用MAX+PLUSII軟件進行了仿真,并用MATLAB對仿真結果進行了分析,證明所設計的FIR數字濾波器功能正確。 仿真結果表明,本論文所設計的FIR濾波器硬件規模較小,采樣率達到了17.73MHz。同時只要將查找表進行相應的改動,就能分別實現低通、高通、帶通FIR濾波器,體現了設計的靈活性。
標簽: VHDL FPGA FIR 濾波器
上傳時間: 2013-04-24
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激光測距技術被廣泛應用于現代工業測量、航空與大地的測量、國防及通信等諸多領域。本文從已獲得廣泛應用的脈沖激光測距技術入手,重點分析了近年提出的自觸發脈沖激光測距技術(STPLR)特別是其中的雙自觸發脈沖激光測距技術(BSTPLR),通過分析發現其核心部件之一就是用于測量激光脈沖飛行時間(周期)的高精度高速計數器,而目前一般的方式是采用昂貴的進口高速計數器或專用集成電路(ASIC)來完成,這使得激光測距儀在研發、系統的改造升級和自主知識產權保護等諸多方面受到制約,同時在其整體性能上特別是在集成化、小型化和高可靠性方面帶來阻礙。為此,本文研究了采用現場可編程門陣列(FPGA)來實現脈沖激光測距中的高精度高速計數及其他相關功能,基本解決了以上存在的問題。 論文通過對雙自觸發脈沖激光測距的主要技術要求和技術指標進行分析,對其中的信號處理單元采用了FPGA+單片機的設計形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作為周期測量模塊,在整個測距系統中是信號處理的核心部件,借助其用戶可編程特性及很高的內部時鐘頻率,設計了專用于BSTPLR的高速高精度計數芯片,負責對測距信號產生電路中的時刻鑒別電路輸出信號進行計數。數據處理模塊則主要由單片機(AT89C51)來實現。系統可以通過鍵盤預置門控信號的寬度以均衡測量的精度和速度,測量結果采用7位LED數碼管顯示。本設計在近距離(大尺寸)范圍內實驗測試時基本滿足設計要求。
標簽: FPGA 自觸發脈沖 激光測距 關鍵技術
上傳時間: 2013-06-02
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Internet的快速發展以及網絡規模的迅速增長,使得對網絡管理的需求變得越來越重要。這就要求對網絡中所有設備及協議進行管理。而當今網絡管理方式的發展趨勢是更加智能化、自動化。這就需要由網絡管理軟件來更大限度的減少網絡管理員工作量,使網絡管理員的工作從繁雜的管理網絡操作轉變到管理網絡工具。 SNMP(簡單網絡管理協議)協議由于其易于實現和廣泛的TCP/IP應用基礎而獲得廠商的支持。而開源的NetSNMP軟件的跨平臺特性,使其在網絡設備中得到了廣泛應用。但以前基于SNMP的網絡管理通常都是通過命令行或簡單的網絡管理工具,管理操作起來比較繁瑣,而且收集到的結果比較抽象。AdventNet公司出品的Opmanager軟件不僅擁有對SNMP監控數據強大的圖形圖表生成能力,而且簡單易用。與NetSNMP結合,可以很好的實現企業級的網絡管理功能。因此本文選用Opmanager網絡管理軟件實現了基于嵌入式Linux平臺的SNMP圖形化監控。 首先介紹了SNMP協議,包括SNMP協議的概述和SNMP協議的規范。其次構建了基于ARM7和ARM9兩套嵌入式Linux開發平臺,并在Linux PC上建立了它們的交叉編譯環境。再次把NetSNMP代理程序分別移植到了這兩套ARM平臺,并對移植的程序進行裁減和優化使其適合在嵌入式設備上運行。最后通過Opmanager網絡管理軟件實現了對嵌入式設備的圖形化監控,并在此基礎上拓展了自定義的監控項使Opmanager管理軟件能輪詢到它們并生成實時的圖形。最后Opmanager在快照主頁面將它們定義為主視圖,在主窗口顯示出來。
標簽: ARMLinuz SNMP 圖形化 監控
上傳時間: 2013-08-02
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鉑電阻測溫儀的設計與實現:介紹了鉑電阻測溫儀的硬件及軟件設計,并針對不平衡電橋中以及鉑電阻的阻值和溫度之間的非線性特性給溫度測量帶來一定的誤差這一缺點,給出一種查表線性化的方法,實現了電路參數的自適應
標簽: 鉑電阻 測溫 儀的設計
上傳時間: 2013-06-15
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JPEG是聯合圖像專家組(Joint Picture Expert Group)的英文縮寫,是國際標準化組織(ISO)和CCITT聯合制定的靜態圖像壓縮編碼標準。JPEG的基于DCT變換有損壓縮具有高壓縮比特點,被廣泛應用在數據量極大的多媒體以及帶寬資源寶貴的網絡程序中。 動態圖像的JPEG編解碼處理要求圖像恢復質量高、實時性強,本課題就是針對這兩個方面的要求展開的研究。該系統由圖像編碼服務器端和圖像解碼客戶端組成。其中,服務器端實時采集攝像頭傳送的動態圖像,進行JPEG編碼,通過網絡傳送碼流到客戶端;客戶端接收碼流,經過JPEG解碼,恢復出原始圖像送VGA顯示。設計結果完全達到了實時性的要求。 本文從系統實現的角度出發,首先分析了系統開發平臺,介紹FPGA的結構特點以及它的設計流程和指導原則;然后從JPEG圖像壓縮技術發展的歷程出發,分析JPEG標準實現高壓縮比高質量圖像處理的原理;針對FPGA在算法實現上的特點,以及JPEG算法處理的原理,按照編碼和解碼順序,研究設計了基于改進的DA算法的FDCT和IDCT變換,以及按發生頻率進行優化的霍夫曼查找表結構,并且從系統整體上對JPEG編解碼進行簡化,以提高系統的處理性能。最后,通過分析Nios嵌入式微處理器可定制特性,根據SOPC Builder中Avalon總線的要求,把圖像采集,JPEG圖像壓縮和網絡傳輸轉變成用戶自定義模塊,在SOPC Builder下把用戶自定義模塊添加到系統中,由Nios嵌入式軟核的控制下運行,在FPGA芯片上實現整個JPEG實時圖像編解碼系統(soc)。 在FPGA上實現硬件模塊化的JPEG算法,具有造價低功耗低,性能穩定,圖像恢復后質量高等優點,適用于精度要求高且需要對圖像進行逐幀處理的遠程微小目標識別和跟蹤系統中以及廣電系統中前期的非線性編輯工作以及數字電影的動畫特技制作,對降低成本和提高圖像處理速度兩方面都有非常重大的現實意義。通過在FPGA上實現JPEG編解碼,進一步探索FPGA在數字圖像處理上的優勢所在,深入了解進行此類硬件模塊設計的技術特點,是本課題的重要學術意義所在。
標簽: FPGA JPEG 實時圖像 編解碼
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提出通過對分塊圖像的DCT 系數進行動態范圍壓縮來改進傳統的基于DCT 變換的圖像自嵌入水印算法,并結合灰度變換函數與JPEG 標準量化表重新設計了DCT 系數碼長分配表,大幅度提升了量化過程保留的圖
標簽: MATLAB 圖像 水印算法
上傳時間: 2013-07-28
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隨著城市居民住房的發展,樓房用表需求量不斷增大,傳統的把多個電能表掛在一起的計量方式越來越顯出它的弊端;即體積大,成本高,工程造價高,不利于新型住房的集中用電管理。多用戶、多功能智能電表不僅能很好地解決上述問題,還能實現很多智能化的功能。 多用戶多功能智能電能表可同時計量48戶居民的用電量。該電能表采用2塊LPC2294控制,以完成數據的通信和采集;采用2塊ARM,以減輕CUP的負擔,提高系統的多功能化和智能化。相對于單用戶電表,多用戶電表有多達32路以上通道,采用同一系統進行分時處理,該系統采用12位A/D轉換芯片AD8364,能保證數據采集的精度和速度。上位機還能實現與銀聯系統聯網,可遠程控制用戶的用電。多用戶、多功能電能表在靈活性、多功能化、智能化、精度等方面都有優勢。
標簽: ARM 多用 智能電能表
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隨著現場可編程門陣列(FPGA)在工業中的廣泛應用,使得基于FPGA數字信號處理的實現在雷達信號處理中有著重要地位。模型化設計是一種自頂向下的面向FPGA的快速原型驗證法,它不僅降低了FPGA設計門檻,而且縮短了開發周期,提高了設計效率。這使得FPGA模型化設計成為了FPGA系統設計的發展趨勢。本文針對常見雷達信號處理模塊的FPGA模型化實現,在以下幾個方面展開研究:首先對基于FPGA的模型化設計方法進行了研究,給出了模型化設計方法的發展現狀和趨勢,并對本文中使用的模型化設計方法的軟件工具System Generator和AccelDSP進行了介紹。其次使用這兩種軟件工具對FIR濾波器進行了模型化設計并同RTL(寄存器傳輸級)設計方法進行對比,全面分析了模型化設計方法和RTL設計方法的優缺點。然后在簡明闡述雷達信號處理原理的基礎上,使用System Generator對數字下變頻(DDC)、脈沖壓縮、動目標顯示(MTI)及恒虛警(CFAR)處理等雷達信號處理模塊進行了自頂向下的模型化設計。在Simulink中進行了功能仿真驗證,生成了HDL代碼,并在Xilinx FPGA中進行了RTL的時序仿真分析。關鍵詞:雷達信號處理 FPGA 模型化設計 System Generator AccelDSP
標簽: FPGA 模型 雷達信號
上傳時間: 2013-07-25
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