低密度校驗碼(LDPC,Low Density Parity Check Code)是一種性能接近香農(nóng)極限的信道編碼,已被廣泛地采用到各種無線通信領域標準中,包括我國的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇藴省W洲第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標準(DVB-S2,Digital Video Broadcasting-Satellite 2)、IEEE 802.11n、IEEE 802.16e等。它是3G乃至將來4G通信系統(tǒng)中的核心技術之一。 當今LDPC碼構造的主流方向有兩個,分別是結合準循環(huán)(QC,Quasi Cyclic)移位結構的單次擴展構造和類似重復累積(RA,Repeat Accumulate)碼構造。相應地,主要的LDPC碼編碼算法有基于生成矩陣的算法和基于迭代譯碼的算法。基于生成矩陣的編碼算法吞吐量高,但是需要較多的寄存器和ROM資源;基于迭代譯碼的編碼算法實現(xiàn)簡單,但是吞吐量不高,且不容易構造高性能的好碼。 本文在研究了上述幾種碼構造和編碼算法之后,結合編譯碼器綜合實現(xiàn)的復雜度考慮,提出了一種切實可行的基于二次擴展(Dex,Duplex Expansion)的QC-LDPC碼構造方法,以實現(xiàn)高吞吐量的LDPC碼收發(fā)端;并且充分利用該類碼校驗矩陣準循環(huán)移位結構的特點,結合RU算法,提出了一種新編碼器的設計方案。 基于二次擴展的QC-LDPC碼構造方法,是通過對母矩陣先后進行亂序擴展(Pex,Permutation Expansion)和循環(huán)移位擴展(CSEx,Cyclic Shift Expansion)實現(xiàn)的。在此基礎上,為了實現(xiàn)可變碼長、可變碼率,一般編譯碼器需同時支持多個亂序擴展和循環(huán)移位擴展的擴展因子。本文所述二次擴展構造方法的特點在于,固定循環(huán)移位擴展的擴展因子大小不變,支持多個亂序擴展的擴展因子,使得譯碼器結構得以精簡;構造得到的碼字具有近似規(guī)則碼的結構,便于硬件實現(xiàn);(偽)隨機生成的循環(huán)移位系數(shù)能夠提高碼字的誤碼性能,是對硬件實現(xiàn)和誤碼性能的一種折中。 新編碼器在很大程度上考慮了資源的復用,使得實現(xiàn)復雜度近似與碼長成正比。考慮到吞吐量的要求,新編碼器結構完全拋棄了RU算法中串行的前向替換(FS,F(xiàn)orward Substitution)模塊,同時簡化了流水線結構,由原先RU算法的6級降低為4級;為了縮短編碼延時,設計時安排每一級流水線計算所需的時鐘數(shù)大致相同。 這種碼字構造和編碼聯(lián)合設計方案具有以下優(yōu)勢:相比RU算法,新方案對可變碼長、可變碼率的支持更靈活,吞吐量也更大;相比基于生成矩陣的編碼算法,新方案節(jié)省了50%以上的寄存器和ROM資源,單位資源下的吞吐量更大;相比類似重復累積碼結構的基于迭代譯碼的編碼算法,新方案使高性能LDPC碼的構造更為方便。以上結果都在Xilinx Virtex II pro 70 FPGA上得到驗證。 通過在實驗板上實測表明,上述基于二次擴展的QC-LDPC碼構造和相應的編碼方案能夠實現(xiàn)高吞吐量LDPC碼收發(fā)端,在實際應用中具有很高的價值。 目前,LDPC碼正向著非規(guī)則、自適應、信源信道及調制聯(lián)合編碼方向發(fā)展。跨層聯(lián)合編碼的構造方法,及其對應的編碼算法,也必將成為信道編碼理論未來的研究重點。
上傳時間: 2013-07-26
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本文應用EDA技術,基于FPGA器件設計與實現(xiàn)UART,并采用CRC校驗。主要工作如下: 1、在異步串行通信電路部分完全用FPGA來實現(xiàn)。選用Xilinx公司的SpartanⅢ系列的XC3S1000來實現(xiàn)異步串行通信的接收、發(fā)送和接口控制功能,利用FPGA集成度比較高,具有在線可編程能力,在其完成各種功能的同時,完全可以將串行通信接口構建其中,可根據(jù)實際需求分配資源。 2、利用VerilogHDL語言非常容易掌握,功能比VHDL更強大的特點,可以在設計時不斷修改程序,來適用不同規(guī)模的應用,而且采用Verilog輸入法與工藝性無關,利用系統(tǒng)設計時對芯片的要求,施加不同的約束條件,即可設計出實際電路。 3、利用ModelSim仿真工具對程序進行功能仿真和時序仿真,以驗證設計是否能獲得所期望的功能,確定設計程序配置到邏輯芯片之后是否可以運行,以及程序在目標器件中的時序關系。 4、為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性,采用循環(huán)冗余校驗CRC(CyclicRedundancyCheck),該編碼簡單,誤判概率低,為了減少硬件成本,降低硬件設計的復雜度,本設計通過CRC算法軟件實現(xiàn)。 實驗結果表明,基于EDA技術的現(xiàn)場可編程門陣列FPGA集成度高,結構靈活,設計方法多樣,開發(fā)周期短,調試方便,修改容易,采用FPGA較好地實現(xiàn)了串行數(shù)據(jù)的通信功能,并對數(shù)據(jù)作了一定的處理,本設計中為CRC校驗。另外,可以利用FPGA的在線可編程特性,對本設計電路進行功能擴展,以滿足更高的要求。
標簽: FPGA CRC 串行 通信實現(xiàn)
上傳時間: 2013-04-24
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自適應濾波器是智能天線技術中核心部分-自適應波束成形器的關鍵技術,算法的高效穩(wěn)定性及硬件時鐘速率的快慢是判斷波束成形器性能優(yōu)劣的主要標準。 首先選取工程領域最常用的自適應橫向LMS濾波算法作為研究對象,提出了利用最小均方誤差意義下自適應濾波器的輸出信號與主通道噪聲信號的等效關系,得到濾波器最佳自適應參數(shù)的方法。并分析了在平穩(wěn)和非平穩(wěn)環(huán)境噪聲下,濾波器的收斂速度、權系數(shù)穩(wěn)定性、跟蹤輸入信號的能力和信噪比的改善等特性。 在分析梯度自適應格型算法的基礎上,提出利用最佳反射系數(shù)的收斂性和穩(wěn)定性,得到了梯度自適應格型濾波器的定步長改進方法;并以改進的梯度自適應格型和線性組合器組成梯度自適應格型聯(lián)合處理算法,在同樣環(huán)境噪聲下,相比自適應橫向LMS算法,其各項性能指標都得到了極大地改善,而且有利于節(jié)省硬件資源。 設計了自適應橫向LMS濾波器和梯度自適應格型聯(lián)合處理濾波器的電路模型,并用馳豫超前技術對兩類濾波器進行了流水線優(yōu)化。利用Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C5T144C6芯片和多種EDA工具,完成了濾波器的FPGA硬件設計與仿真實現(xiàn)。并以FPGA實現(xiàn)的3節(jié)梯度自適應格型聯(lián)合處理器為核心,設計了一種TD-SCDMA系統(tǒng)的自適應波束成形器,分析表明可以很好地利用系統(tǒng)提供的參考信號對下行波束進行自適應成形。
上傳時間: 2013-07-16
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提出通過對分塊圖像的DCT 系數(shù)進行動態(tài)范圍壓縮來改進傳統(tǒng)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(shù)與JPEG 標準量化表重新設計了DCT 系數(shù)碼長分配表,大幅度提升了量化過程保留的圖
上傳時間: 2013-07-28
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回波消除器廣泛應用于公用電話交換網(wǎng)(PSTN)、移動通信系統(tǒng)和視頻電話會議系統(tǒng)等多種語音通信領域。在PSTN系統(tǒng)中,由于線路阻抗不匹配,遠端語音信號通過混合線圈時產(chǎn)生一定泄漏,一部分信號又傳回遠端,產(chǎn)生線路回波,回波的存在會嚴重影響語音通信質量。本文主要針對線路回波進行研究,設計并實現(xiàn)了滿足實用要求的基于FPGA平臺的回波消除器。 首先,對回波產(chǎn)生原理和目前幾種常用回波消除算法進行了分析,在研究自適應回波消除器的各個模塊,特別是深入分析各種自適應濾波算法和雙講檢測算法,綜合考慮各種算法的運算復雜度和性能的情況下,這里采用NLMS算法實現(xiàn)自適應回波消除器。針對傳統(tǒng)雙講檢測算法在近端語音幅度較低情況下容易產(chǎn)生誤判的情況,給出一種基于子帶濾波器組的改進雙講檢測算法。 本文首先使用C語言實現(xiàn)回波消除器的各個模塊,其中包括自適應濾波器、遠端檢測、雙講檢測、非線性處理和舒適噪聲產(chǎn)生模塊。經(jīng)過仿真測試,相關模塊算法能夠有效提高回波消除器性能。在此基礎上,本文使用硬件描述語言Veillog HDL,在QuartusⅡ和ModelSim軟件平臺上實現(xiàn)各功能模塊,并通過模塊級和系統(tǒng)級功能仿真以及時序仿真驗證,最終在現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Arrav,F(xiàn)PGA)平臺上實現(xiàn)回波消除系統(tǒng)。本文詳細闡述了基于FPGA的設計流程與設計方法,并描述了自適應濾波器、基于分布式算法FIR濾波器、除法器和有限狀態(tài)機的設計過程。 根據(jù)ITU-T G.168標準提出的測試要求,本文塒基于FPGA設計實現(xiàn)的自適應回波消除系統(tǒng)進行大量主客觀測試。經(jīng)過測試,各項性能指標均達到或超過G.168標準的要求,具有良好的回波消除效果。
上傳時間: 2013-06-18
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基于H.264的自適應環(huán)路濾波器的硬件設計與FPGA驗證
標簽: 環(huán)路濾波器 硬件設計
上傳時間: 2013-04-24
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波束形成模塊是聲納信號處理系統(tǒng)中的核心部分,其作用為在空域上加強來自某一方向的信號,抑制干擾,同時探測目標的方位。因此,波束形成模塊的研究在水下探測器、水下武器引信等聲納系統(tǒng)中顯得尤為重要。本文基于陣列波束形成的原理對圓陣自適應波束形成展開了比較深入的研究。 首先,本文概述了聲納波束形成的研究背景和研究現(xiàn)狀。基于本課題所研究的主動聲納模型,分析了主動聲納信號,提出應用復基帶信號進行波束形成的方案;對接收波束形成的原理和方法進行了比較詳細的推導和論述。 其次,本文重點對均勻圓形陣列流形的波束形成作了詳細分析和波束圖函數(shù)推導,并且應用MATLAB軟件進行了仿真分析。然后對LMS自適應算法進行了介紹,由對LMS算法的分析推導了DLMS算法,并對LMS算法和DLMS算法進行了分析,并將DLMS算法應用于均勻圓陣波束形成。仿真結果表明,基于FIR濾波架構的DLMS算法以犧牲部分收斂速度為代價,可獲得高速并行處理能力。DLMS自適應波束形成方法能使目標方向信號加強,同時將干擾信號零陷。 最后,本文介紹了基于FPGA的并行度為2的8陣元DLMS自適應波束形成設計思路以及實現(xiàn)方法。系統(tǒng)的整體結構采用了并行處理架構,而在單個支路采用了流水線技術。并應用硬件描述(VHDL)語言在QuartusⅡ4.0環(huán)境下設計了各軟件模塊和功能仿真。
上傳時間: 2013-04-24
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智能天線技術是陣列信號處理技術發(fā)展的產(chǎn)物,它可以看作是將一組傳感器按一定的方式放置在空間的不同位置上而構成的陣列,該傳感器陣列將接收到的空間傳播信號經(jīng)過適當?shù)淖赃m應信號處理后,提取所需的信號源和信號的屬性...
上傳時間: 2013-05-26
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采用VB6,自編IMEI多功能寫號器,很適用于五碼機。
標簽: IMEI_Write_MTK IMEI 多功能
上傳時間: 2013-07-08
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隨著無線通信技術的不斷發(fā)展,人們對移動通信及寬帶無線接入業(yè)務需求的不斷增長,無線頻譜資源顯得日益匱乏。因此,如何提高頻譜利用率,一直以來就是無線通信領域研究的主要任務。認知無線電的提出成為當下解決頻譜資源稀缺的一個有效方法。而認知無線電的特性要求認知無線系統(tǒng)必須具備一個可重構的自適應調制解調器。因此,對于認知無線電平臺中自適應可重構調制解調器的深入研究具有重大的意義。 軟件無線電是實現(xiàn)認知無線電的理想平臺。本文首先闡述了軟件無線電的基本工作原理及關鍵技術,對多速率信號處理中的內插和抽取、帶通采樣、數(shù)字下變頻、濾波等技術進行了分析與探討,為設計自適應可重構調制解調器的設計提供了理論基礎。然后介紹了認知無線電系統(tǒng)的構成和基本工作方式,接著重點研究了其中通信模塊的FPGA實現(xiàn)。在通信模塊的實現(xiàn)中,研究了基于認知無線電的BPSK、π/4 DQPSK、8PSK及16QAM調制解調技術,簡要論述了他們的基本概念和原理,并給出了設計方案。接著按信號流程逐一介紹了各個功能模塊在DSP+FPGA硬件平臺上的實現(xiàn),并對得到的數(shù)據(jù)進行了分析,給出了性能測試結果。在此基礎上,結合認知無線電系統(tǒng)的要求,提出了可變調制方式,可變傳輸帶寬的自適應可重構調制解調器的設計方案,并對其中一些關鍵模塊的硬件實現(xiàn)給出了分析,同時給出了收端波特率識別的策略。最后,論文提出了一些新的自適應技術,如波特率估計、信噪比估計等,并給出了應用這些技術的自適應調制解調器的改進方案。
上傳時間: 2013-06-17
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