本文主要研究Turbo碼的編碼和譯碼算法及其FPGA硬件實(shí)現(xiàn).在概述信道編碼理論及其發(fā)展歷程之后,簡(jiǎn)要地論述了Turbo碼的原理.然后分別對(duì)Turbo碼的MAP譯碼算法,LOG-MAP算法進(jìn)行推導(dǎo),在給出LOG-MAP的推導(dǎo)之后,提出了對(duì)于LOG-MAP譯碼算法的兩點(diǎn)改進(jìn),采用三階牛頓插值函數(shù)對(duì)校驗(yàn)函數(shù)進(jìn)行擬合,采用雙滑動(dòng)窗口技術(shù)取代傳統(tǒng)的單滑動(dòng)窗口技術(shù).Turb碼還有一種譯碼復(fù)雜度相對(duì)較低的算法——SOVA算法,本文也給出了SOVA算法的詳細(xì)推導(dǎo)過程.在對(duì)LOG-MAP和SOVA算法的詳細(xì)推導(dǎo)之后,本文給出Turbo碼的軟件仿真,采用Matlab語言編寫Turbo碼仿真系統(tǒng)程序,仿真系統(tǒng)比較了單滑動(dòng)窗口技術(shù)和雙滑動(dòng)窗口技術(shù)在不同的信噪比下的譯碼性能.在軟件仿真的基礎(chǔ)上,本文給出了Turbo碼編碼器和采用LOG-MAP譯碼算法譯碼器的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)方法.
上傳時(shí)間: 2013-06-19
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常模信號(hào)是一類非常重要的信號(hào),而專門應(yīng)用于常模信號(hào)的常模算法[1]具有復(fù)雜度較低、實(shí)現(xiàn)起來比較簡(jiǎn)單、對(duì)陣列模型的偏差不敏感等顯著的優(yōu)點(diǎn)。因此,常模算法引起了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。近年來,常模算法在多用戶檢測(cè)領(lǐng)域[2]的研究越來越受到諸多學(xué)者的關(guān)注。不僅如此,常模算法在其他領(lǐng)域也是備受矚目,如常模算法在盲均衡以及波束形成等領(lǐng)域的應(yīng)用也是目前研究的熱點(diǎn)。除此之外,常模算法已經(jīng)不僅僅局限在應(yīng)用于常模信號(hào),也可應(yīng)用于多模信號(hào)[3]等。 本文對(duì)常模算法在多用戶檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用以及FPGA[4]實(shí)現(xiàn)作了較多的研究工作,共分六章進(jìn)行闡述。第一章為緒論,介紹了論文相關(guān)背景和本文的結(jié)構(gòu);第二章首先對(duì)常模算法作了理論分析,并改進(jìn)了傳統(tǒng)的2-2型常模算法,我們稱之為M2-2CMA,它在誤碼率性能上有一些改善;之后在MATLAB平臺(tái)上搭建了仿真平臺(tái),分析了常模算法在多用戶檢測(cè)中的應(yīng)用;第三章研究了相關(guān)文獻(xiàn),簡(jiǎn)單介紹了FPGA概念及其設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方法,并對(duì)VerilogHDL以及Quartus軟件做了簡(jiǎn)要介紹;第四章則詳細(xì)介紹了常模算法的FPGA實(shí)現(xiàn),用一種基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的方法確定了數(shù)據(jù)位長(zhǎng)及精度,提出了其實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)框圖,并詳細(xì)闡述了各主要模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),同時(shí)給出了最后的報(bào)告文件以及最高數(shù)據(jù)處理速度;第五章則在MATLAB平臺(tái)和QuartuslI的基礎(chǔ)上搭建了一個(gè)仿真平臺(tái),借助于平臺(tái)分析了2-2型常模算法移植到FPGA平臺(tái)后的性能,對(duì)不同的精度對(duì)系統(tǒng)性能的影響做了討論,也統(tǒng)計(jì)了不同信噪比、多址干擾下的誤碼率性能。最后一章是對(duì)全文的總結(jié)和對(duì)未來的展望。
上傳時(shí)間: 2013-06-23
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本課題深入分析了GPS軟件接收機(jī)基于FFT并行捕獲算法并詳細(xì)闡述了其FPGA的實(shí)現(xiàn)。相比于其它的捕獲方案,該方案更好地滿足了信號(hào)處理實(shí)時(shí)性的要求。 論文的主體部分首先簡(jiǎn)單分析了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的基本原理,介紹了GPS系統(tǒng)的組成,詳細(xì)闡述了GPS信號(hào)的特點(diǎn),并根據(jù)GPS信號(hào)的組成特點(diǎn)介紹了接收機(jī)的體系結(jié)構(gòu)。其次,通過對(duì)GPS接收機(jī)信號(hào)捕獲方案的深入研究,確定了捕獲速度快且實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度不是很高的基于FFT的并行捕獲方案,并對(duì)該方案提出了幾點(diǎn)改進(jìn)的措施,根據(jù)前面的分析,提出了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案,利用MATLAB對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行仿真,仿真的結(jié)果充分的驗(yàn)證了方案的可行性。接著,對(duì)于捕獲環(huán)節(jié)中的核心部分—FFT處理器,設(shè)計(jì)中沒有采用ALTERA提供的IP核,獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的FFT處理器,并通過對(duì)一組數(shù)據(jù)在MATLAB中運(yùn)算得到結(jié)果和FPGA輸出結(jié)果相對(duì)比,可以驗(yàn)證該FFT處理器的正確性。再次重點(diǎn)分析了GPS接收機(jī)并行捕獲部分的FPGA具體實(shí)現(xiàn),通過捕獲的FPGA時(shí)序仿真波形,證明了該系統(tǒng)已經(jīng)能成功地捕獲到GPS信號(hào)。最后,對(duì)全文整個(gè)研究工作進(jìn)行總結(jié),并指出以后繼續(xù)研究的方向。 本課題雖然是對(duì)于GPS接收機(jī)的研究,但其原理與GALILEO、北斗等導(dǎo)航系統(tǒng)的接收機(jī)相近,因此該課題的研究對(duì)我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。
上傳時(shí)間: 2013-05-29
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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),具有頻譜利用率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)、成本低等特點(diǎn),適合無線通信的高速化、寬帶化及移動(dòng)化的需求,將成為下一代無線通信系統(tǒng)(4G)的核心調(diào)制傳輸技術(shù)。 本文首先描述了OFDM技術(shù)的基本原理。對(duì)OFDM的調(diào)制解調(diào)以及其中涉及的特性和關(guān)鍵技術(shù)等做了理論上的分析,指出了OFDM區(qū)別于其他調(diào)制技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì);然后針對(duì)OFDM中的信道估計(jì)技術(shù),深入分析了基于FFT級(jí)聯(lián)的信道估計(jì)理論和基于聯(lián)合最大似然函數(shù)的半盲分組估計(jì)理論,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)研究描述了用于OFDM系統(tǒng)的迭代的最大似然估計(jì)算法,并利用Matlab做了相應(yīng)的仿真比較,驗(yàn)證了它們的有效性。 而后,在Matlab中應(yīng)用Simulink工具構(gòu)建OFDM系統(tǒng)仿真平臺(tái)。在此平臺(tái)上,對(duì)OFDM系統(tǒng)在多徑衰落、高斯白噪聲等多種不同的模型參數(shù)下進(jìn)行了仿真,并給出了數(shù)據(jù)曲線,通過分析結(jié)果可正確評(píng)價(jià)OFDM系統(tǒng)在多個(gè)方面的性能。 在綜合了OFDM的系統(tǒng)架構(gòu)和仿真分析之后,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的OFDM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。首先根據(jù)802.16協(xié)議和OFDM系統(tǒng)的具體要求,設(shè)定了合理的參數(shù);然后從調(diào)制器和解調(diào)器的具體組成模塊入手,對(duì)串/并轉(zhuǎn)換,QPSK映射,過采樣處理,插入導(dǎo)頻,添加循環(huán)前綴,IFFT/FFT,幀同步檢測(cè)等各個(gè)模塊進(jìn)行硬件設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹了各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程,并給出了相應(yīng)的仿真波形和參數(shù)說明。其中,針對(duì)定點(diǎn)運(yùn)算的局限性,為系統(tǒng)設(shè)計(jì)并自定義了24位的浮點(diǎn)運(yùn)算格式,參與傅立葉反變換和傅立葉變換的運(yùn)算,在系統(tǒng)參數(shù)允許的范圍內(nèi),充分利用了有限資源,提高了系統(tǒng)運(yùn)算精度;然后重點(diǎn)描述了基于FPGA的快速傅立葉變換算法的改進(jìn)、優(yōu)化和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),針對(duì)原始快速傅立葉變換FPGA實(shí)現(xiàn)算法運(yùn)算空閑時(shí)間過多,資源占用較大的問題,提出了帶有流水作業(yè)功能、資源占用較少的快速傅立葉變換優(yōu)化算法設(shè)計(jì)方案,使之運(yùn)用于OFDM基帶處理系統(tǒng)當(dāng)中并加以實(shí)現(xiàn),結(jié)果滿足系統(tǒng)參數(shù)的需求。最后以理論分析為依據(jù),對(duì)整個(gè)OFDM的基帶處理系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試與性能分析,證明了設(shè)計(jì)的可行性。 綜上所述,本文完成了一個(gè)基于FPGA的OFDM基帶處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真和實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)為OFDM通信系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)提供了大量有用的數(shù)據(jù)。
標(biāo)簽: FPGA OFDM 調(diào)制解調(diào)器
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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指紋識(shí)別作為生物特征識(shí)別的一種,在身份識(shí)別上有著其他手段不可比擬的優(yōu)越性:人的指紋具有唯一性和穩(wěn)定性;隨著指紋傳感器性能的提高和價(jià)格的降低.指紋的采集相對(duì)容易;指紋識(shí)別算法已經(jīng)比較成熟
標(biāo)簽: 指紋識(shí)別 算法 硬件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間: 2013-07-28
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隨著各種通信系統(tǒng)數(shù)量的日益增多,為了充分地利用有限的頻譜資源,高頻譜利用率的調(diào)制技術(shù)不斷被應(yīng)用。偏移正交相移鍵控(OQPSK: Offset QuadraturePhase Shift Keying)是一種恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù),具有較高的頻譜利用率和功率利用率,廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面移動(dòng)通信系統(tǒng)。因此,對(duì)于OQPSK全數(shù)字解調(diào)技術(shù)的研究具有一定的理論價(jià)值。 本文以軟件無線電和全數(shù)字解調(diào)的相關(guān)理論為指導(dǎo),成功設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的OQPSK全數(shù)字解調(diào)。論文介紹了OQPSK全數(shù)字接收解調(diào)原理和基于軟件無線電設(shè)計(jì)思想的全數(shù)字接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu),詳細(xì)闡述了當(dāng)今OQPSK數(shù)字解調(diào)中載波頻率同步、載波相位同步、時(shí)鐘同步和數(shù)據(jù)幀同步的一些常用算法,并選擇了相應(yīng)算法構(gòu)建了三種系統(tǒng)級(jí)的實(shí)現(xiàn)方案。通過MATLAB對(duì)解調(diào)方案的仿真和性能分析,確定了FPGA中的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。在此基礎(chǔ)上,本文采用VerilogHDL硬件描述語言在Altera公司的Quartus II開發(fā)平臺(tái)上設(shè)計(jì)了同步解調(diào)系統(tǒng)中的各個(gè)模塊,還對(duì)各模塊和整個(gè)系統(tǒng)在ModelSim中進(jìn)行了時(shí)序仿真驗(yàn)證,并對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了修正。最后,經(jīng)過FPGA調(diào)試工具嵌入式邏輯分析儀SignalTapⅡ的硬件實(shí)際測(cè)試,本文對(duì)系統(tǒng)方案進(jìn)行了最終的改進(jìn)與調(diào)整。 實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明,本文的設(shè)計(jì)最終能夠達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo)和要求。本課題設(shè)計(jì)經(jīng)過時(shí)序和資源優(yōu)化后還可以向ASIC和系統(tǒng)級(jí)SOC轉(zhuǎn)化,以進(jìn)一步縮小系統(tǒng)體積、降低成本和提高電路的可靠性,因此具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
標(biāo)簽: OQPSK FPGA 全數(shù)字 解調(diào)
上傳時(shí)間: 2013-07-14
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認(rèn)知無線電是一種用于提高無線通信頻譜利用率的新的智能技術(shù),檢測(cè)頻譜空穴是否存在是實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無線電的前提和關(guān)鍵技術(shù)之一。首先簡(jiǎn)述認(rèn)知無線電的背景和概念, 針對(duì)認(rèn)知無線電的頻譜感知功能,介紹了基于能量檢測(cè)的頻譜檢測(cè)方法,并在Matlab環(huán)境下進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn), 比較在相同的虛警概率情況下的檢測(cè)概率與信噪比的關(guān)系。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在相同的虛警概率時(shí),當(dāng)信噪比大的時(shí)候,檢測(cè)概率越大。
上傳時(shí)間: 2014-12-23
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合理利用有效的控制策略提高有源濾波器的本身的補(bǔ)償性能越來越成為各國(guó)學(xué)者研究重點(diǎn)。本文從有源濾波器的數(shù)學(xué)模型出發(fā),詳述有源濾波器的數(shù)學(xué)建模過程。并且針對(duì)諧波電流的檢測(cè)需要較高的準(zhǔn)確度和較好的實(shí)時(shí)性以及有源濾波器工作時(shí)的非線性與不確定性的特點(diǎn),基于瞬時(shí)無功功率補(bǔ)償法的諧波電流檢測(cè)方法。有效的計(jì)算出電網(wǎng)中諧波電流、無功以及負(fù)序電流。并根據(jù)該算法的特點(diǎn),將實(shí)時(shí)檢測(cè)出的畸變電流通過控制算法,研制的有源濾波器可對(duì)不對(duì)稱三相負(fù)載起到平衡作用。在MATLAB/simulink平臺(tái)下搭建仿真模型,與傳統(tǒng)的有源濾波器進(jìn)行對(duì)比,仿真結(jié)果表明這種有源濾波器能夠更加迅速、精確的補(bǔ)償諧波電流。
上傳時(shí)間: 2013-10-10
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采用一種具有雙參數(shù)控制的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行和負(fù)序電流的消除,直流側(cè)的電壓控制環(huán)作為并網(wǎng)的基礎(chǔ)控制,同時(shí)提取電網(wǎng)電壓和逆變器輸出電壓的負(fù)序分量并加以控制,當(dāng)兩者相等時(shí)就可以達(dá)到消除負(fù)序電流的目的,然后對(duì)負(fù)序電壓的獲取以及電流的跟蹤控制作了分析。最后利用Matlab/Simulink對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。
標(biāo)簽: 電網(wǎng)電壓 不平衡 條件下 并網(wǎng)逆變器
上傳時(shí)間: 2013-10-16
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控制策略上采用瞬時(shí)電流跟蹤控制技術(shù)對(duì)并網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制,使逆變輸出電流能夠快速動(dòng)態(tài)跟蹤電網(wǎng)電壓,逆變電流波形保持正弦波,達(dá)到與電網(wǎng)電壓同頻同相。從而大大減少了對(duì)電網(wǎng)的諧波污染,提高了風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)效率和可靠性。同時(shí),對(duì)該方法在Matlab R2008a中利用Simulink仿真電力系統(tǒng)工具箱進(jìn)行了建模與仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了其正確性和可行性。
標(biāo)簽: 風(fēng)力發(fā)電 并網(wǎng)逆變器
上傳時(shí)間: 2013-12-29
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