本論文主要對無線擴(kuò)頻集成電路設(shè)計(jì)中的信道編解碼算法進(jìn)行研究并對其FPGA實(shí)現(xiàn)思路和方法進(jìn)行相關(guān)研究。 近年來無線局域網(wǎng)IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)建議物理層采用無線擴(kuò)頻技術(shù)，所以開發(fā)一套擴(kuò)頻通信芯片具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。無線擴(kuò)頻通信系統(tǒng)與常規(guī)通信相比，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，并具有信息蔭蔽、多址保密通信等特點(diǎn)。無線信道的特性較復(fù)雜，因此在無線擴(kuò)頻集成電路設(shè)計(jì)中，加入信道編碼是提高芯片穩(wěn)定性的重要方法。 在了解擴(kuò)頻通信基本原理的基礎(chǔ)上，本文提出了“串聯(lián)級聯(lián)碼+兩次交織”的信道編碼方案。串聯(lián)的級聯(lián)碼由外碼——(15，9，4)里德-所羅門(Reed-Solomon)碼，和內(nèi)碼-(2，1，3)卷積碼構(gòu)成，交織則采用交織深度為4的塊交織。重點(diǎn)對RS碼的時(shí)域迭代譯碼算法和卷積碼的維特比譯碼算法進(jìn)行了詳細(xì)的討論，并完成信道編譯碼方案的性能仿真及用FPGA實(shí)現(xiàn)的方法。 計(jì)算機(jī)仿真的結(jié)果表明，采用此信道編碼方案可以較好的改善現(xiàn)有仿真系統(tǒng)的誤符號率。 本論文的內(nèi)容安排如下：第一章介紹了無線擴(kuò)頻通信技術(shù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及國內(nèi)外開發(fā)擴(kuò)頻通信芯片的現(xiàn)狀，并給出了本論文的研究內(nèi)容和安排。第二章主要介紹了擴(kuò)頻通信的基本原理，主要包括擴(kuò)頻通信的定義、理論基礎(chǔ)和分類，直接序列擴(kuò)頻通信方式的數(shù)學(xué)模型。第三章介紹了基本的信道編碼原理，信道編碼的分類和各自的特點(diǎn)。第四章給出了本課題選擇的信道編碼方案——“串聯(lián)級聯(lián)碼+兩次交織”，詳細(xì)討論了方案中里德-所羅門(Reed-Solomon)碼和卷積碼的基本原理、編碼算法和譯碼算法。最后給出編碼方案的實(shí)際參數(shù)。第五章對第四章提出的編碼方案進(jìn)行了性能仿真。第六章結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際，討論了FPGA開發(fā)基帶擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和方法。首先對FPGA開發(fā)流程以及實(shí)際開發(fā)的工具進(jìn)行了簡要的介紹，然后給出了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。對發(fā)射和接收子系統(tǒng)中信道編碼、解碼等相關(guān)功能模塊的實(shí)現(xiàn)原理和方法進(jìn)行分析。第七章對論文的工作進(jìn)行總結(jié)。
標(biāo)簽： FPGA 無線擴(kuò)頻 信道編解 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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合成孔徑雷達(dá)的實(shí)時(shí)信號處理系統(tǒng),可以分成相對獨(dú)立的幾個(gè)階段,即A/D變換和緩存、距離向預(yù)處理器、方位向預(yù)處理器、距離向壓縮處理、轉(zhuǎn)置存儲器、方位向壓縮處理、逆轉(zhuǎn)置存儲器.合成孔徑雷達(dá)預(yù)處理的目的,就是緩解高處理數(shù)據(jù)率和低傳輸數(shù)據(jù)率的矛盾,使得在不太影響成像質(zhì)量的前提下,盡量減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率,有利于后續(xù)處理的硬件實(shí)現(xiàn),做到實(shí)時(shí)處理.論文結(jié)合電子所合成孔徑雷達(dá)實(shí)時(shí)成像處理系統(tǒng),設(shè)計(jì)開發(fā)了基于Xilinx Virtex-E FPGA的星載SAR高速預(yù)處理板,該信號處理板處理能力強(qiáng),結(jié)構(gòu)緊湊,運(yùn)行效率高;其硬件電路的設(shè)計(jì)思路和結(jié)構(gòu)形式有很強(qiáng)的通用性和使用價(jià)值.論文重點(diǎn)研究了預(yù)處理的核心部分—固定系數(shù)FIR濾波器的設(shè)計(jì)問題.而固定系數(shù)FIR濾波器的實(shí)現(xiàn)問題的重點(diǎn)又是FPGA內(nèi)部的固定系數(shù)FIP濾波器實(shí)現(xiàn)問題,針對FPGA內(nèi)部的查找表資源,我們選擇目前流行的分布式算法來實(shí)現(xiàn)FIR濾波器的設(shè)計(jì).對比于預(yù)處理器中其他濾波器設(shè)計(jì)方案,基于FPGA分布式算法的FIR濾波器的設(shè)計(jì),避免了乘累加運(yùn)算,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的速度并且節(jié)省了大量的FPGA資源.并且由于FPGA可編程的特性,所以可以靈活的改變?yōu)V波器的系數(shù)和階數(shù).所設(shè)計(jì)的電路簡單高速,工作正常、可靠,完全滿足了預(yù)處理器設(shè)計(jì)的技術(shù)要求.隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù),高密度存儲器技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,一個(gè)全數(shù)字化的機(jī)載實(shí)時(shí)成像處理系統(tǒng)的研制,已經(jīng)不是非常困難的事情了.而在現(xiàn)有條件下,全數(shù)字化的高分辨率星載實(shí)時(shí)成像處理系統(tǒng)的研制,將是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)意義的課題,論文以星載SAR的預(yù)處理器設(shè)計(jì)為例,拋磚引玉,希望對未來全數(shù)字化星載實(shí)時(shí)成像處理系統(tǒng)的研制起到一定參考價(jià)值.
上傳時(shí)間： 2013-07-03
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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： 2013-07-28
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汽車在緊急制動過程中易出現(xiàn)很多非穩(wěn)定因素(諸如側(cè)滑、跑偏、失去轉(zhuǎn)向操縱能力等)，進(jìn)而導(dǎo)致了相當(dāng)多的交通事故。這些非穩(wěn)定因素是由于制動時(shí)車輪抱死而產(chǎn)生的，汽車防抱死制動系統(tǒng)ABS(Anti-lockBraking system)可以避免制動時(shí)的這些不利因素，縮短剎車距離，保證汽車安全制動。 現(xiàn)代汽車整車控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，迫切需要研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車電子產(chǎn)品。研制以汽車防抱死制動系統(tǒng)為代表的高技術(shù)含量汽車電子產(chǎn)品，對加速我國汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)自主化具有舉足輕重的作用。 本文根據(jù)防抱死制動系統(tǒng)的工作原理，采用邏輯門限控制算法，選擇車輪加速度和滑移率門限來調(diào)節(jié)制動壓力，使車輪的滑移率保持在最佳滑移率附近。以ARM單片機(jī)LPC2292為核心，完成了輪速信號調(diào)理電路、電磁閥和回液泵電機(jī)驅(qū)動電路及系統(tǒng)故障診斷等電路的設(shè)計(jì)，闡述了ABS各功能模塊軟件的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法，完成了防抱死制動系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。 本文所設(shè)計(jì)的汽車防抱死制動系統(tǒng)在昌河CH711A轎車上進(jìn)行了道路實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：汽車防抱死制動控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)合理可行，軟件所采用的控制策略正確、有效，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，改善了汽車制動系統(tǒng)性能，完全能夠滿足汽車安全制動的需要。
標(biāo)簽： ARM 汽車防抱 制動 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-19
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本文研制的數(shù)據(jù)采集器，用于采集導(dǎo)彈過載模擬試車臺的各種參數(shù),來評價(jià)導(dǎo)彈在飛行過程中的性能，由于試車臺是高速旋轉(zhuǎn)體，其工作環(huán)境惡劣，受電磁干擾大，而且設(shè)備要求高，如果遇到設(shè)備故障或設(shè)備事故，其損失相當(dāng)巨大，保證設(shè)備的安全性和可靠性較為困難。 本文在分析數(shù)字通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，選用了基于現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)采用脈沖編碼調(diào)制(PCM)通信實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是FPGA技術(shù)在數(shù)據(jù)采集器中可以進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，增加了系統(tǒng)的抗干擾性、靈活性和適應(yīng)性，并且可以將整個(gè)PCM通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可編程序系統(tǒng)，用戶只要稍加變更程序，則系統(tǒng)的被測路數(shù)、幀結(jié)構(gòu)、碼速率、標(biāo)度等均可改變以適應(yīng)任何場合。并且采用合理的糾錯(cuò)和加密編碼能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸工程中的完整性和安全性。 通過對PCM通信的特點(diǎn)研究，研制了一套集采集與傳輸?shù)南到y(tǒng)。文章給出了各個(gè)模塊的具體建模與設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用的是FPGA技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和信號處理，采用VHDL實(shí)現(xiàn)了數(shù)字復(fù)接器和分接器、編解碼器、調(diào)制與解調(diào)模塊的建模與設(shè)計(jì)。采用基于NiosII實(shí)現(xiàn)串口通訊，構(gòu)建了實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集。 測試數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)采集的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)PCM信號的編碼、傳輸、解碼，能夠有較強(qiáng)的抗干擾性、抗噪聲性能好、差錯(cuò)可控、易加密、易與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合，并且誤碼率較低，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。
標(biāo)簽： FPGA PCM 通信實(shí)現(xiàn) 多路
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文研制了一種基于社區(qū)和家庭，以家庭為核心的“家庭——社區(qū)醫(yī)院——中心醫(yī)院”的三層體系結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括家庭端的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端和遠(yuǎn)端的醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心兩部分，其中，家庭端的遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端的軟硬件實(shí)現(xiàn)是本文的重點(diǎn)和關(guān)鍵。 給出了遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端的硬件結(jié)構(gòu)和軟件體系的總體設(shè)計(jì)方案。遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)的硬件平臺，以Philips的ARM內(nèi)核的32位嵌入式微處理器LPC2214為控制核心，外圍擴(kuò)展藍(lán)牙模塊、ISP1160 USB主機(jī)模塊、10M以太網(wǎng)通信模塊、CF卡存儲模塊和液晶顯示模塊等模塊實(shí)現(xiàn)。對各硬件模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)做了詳盡的論述。在硬件平臺的基礎(chǔ)上，移植嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，按照操作系統(tǒng)、中間件程序和應(yīng)用程序的分層軟件體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端的軟件，使得軟件更易維護(hù)和升級。 對家庭監(jiān)護(hù)終端的軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了各硬件模塊的驅(qū)動程序、通信協(xié)議和應(yīng)用程序。整個(gè)應(yīng)用程序按功能劃分為9個(gè)任務(wù)，由操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行調(diào)度，提高了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了友好的人機(jī)界面和生理信號的自動分析功能。重點(diǎn)研究了ECG信號自動分析診斷算法，應(yīng)用自適應(yīng)模板法，實(shí)現(xiàn)了疾病自動分析診斷功能，能夠?qū)崿F(xiàn)10種常見心律異常的自動分析診斷。 遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)智能終端系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對病人心電、血壓、血糖、體溫、呼吸率和血氧飽和度等參數(shù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，可根據(jù)病人的情況定制要監(jiān)護(hù)的參數(shù)，具有良好的可擴(kuò)展性和靈活性。遠(yuǎn)程家庭監(jiān)護(hù)終端，通過藍(lán)牙模塊以無線方式采集病人的心電和體溫參數(shù)，通過USB主機(jī)下行口連接其他生理參數(shù)模塊采集血壓等參數(shù)。所采集的參數(shù)經(jīng)終端分析處理后，可在液晶上顯示生理參數(shù)值及結(jié)果，并可通過局域網(wǎng)傳送到監(jiān)護(hù)中心服務(wù)器，供社區(qū)醫(yī)院監(jiān)護(hù)醫(yī)生分析診斷。在病人出現(xiàn)生理異常時(shí)，家庭監(jiān)護(hù)智能終端能夠給出初步診斷結(jié)果并發(fā)出報(bào)警。監(jiān)護(hù)服務(wù)器收到報(bào)警后提醒監(jiān)護(hù)醫(yī)生給出診斷結(jié)果，并將診斷結(jié)果反饋到家庭監(jiān)護(hù)終端顯示，使病人能夠得到及時(shí)救治。
上傳時(shí)間： 2013-06-06
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隨著超聲檢測理論逐漸成熟，以及現(xiàn)代集成電路的快速發(fā)展，超聲檢測技術(shù)以其快速、準(zhǔn)確、無污染、低成本等特點(diǎn)，成為國內(nèi)外應(yīng)用廣泛、發(fā)展迅速、使用頻率最高的一種無損檢測技術(shù)。其中超聲儀器的發(fā)展水平直接影響著超聲檢測技術(shù)的發(fā)展。數(shù)字化、圖像化、小型化和實(shí)時(shí)化等是超聲檢測儀器的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的超聲檢測系統(tǒng)中，PC機(jī)存在難以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，體積大，攜帶不方便，功耗大，數(shù)據(jù)傳輸率不高等問題，并且大部分便攜式超聲探傷儀缺乏對復(fù)雜數(shù)字信號處理算法的支持，因此開發(fā)與設(shè)計(jì)一種高性能、小型化的便攜式超聲探傷檢測系統(tǒng)尤為重要。 ARM的數(shù)字信號處理能力和DSP的系統(tǒng)控制能力都有其各自弱點(diǎn)，所以文中提出了一種基于ARM與DSP雙CPU方案的便攜式超聲探傷儀，充分利用了ARM與DSP的處理性能，接口簡單。ARM利用DSP的主機(jī)接口與DSP通信，不會打斷DSP的正常運(yùn)行。本方案為復(fù)雜的信號處理算法提供硬件支持，可以有效的提高便攜式超聲探傷儀器的信號處理能力。 超聲探傷回波中的缺陷信號往往與系統(tǒng)的電噪聲、金屬組織噪聲混在一起，影響超聲檢測回波的信噪比。粗晶材料由于其微觀結(jié)構(gòu)對超聲的強(qiáng)烈散射，造成嚴(yán)重的材料噪聲和信號衰減，致使超聲檢測靈敏度和信噪比嚴(yán)重下降。目前，對粗晶材料的檢測仍然是超聲檢測技術(shù)的一大難題。采用信號處理技術(shù)提高超聲檢測能力和信噪比是無損檢測領(lǐng)域的重要研究課題。本文在設(shè)計(jì)具備復(fù)雜信號處理能力的便攜式探傷儀的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了適合在便攜式儀器上實(shí)現(xiàn)的小波變換算法的研究，嘗試提高便攜式儀器對粗晶材料缺陷的檢測能力。
標(biāo)簽： ARM DSP 便攜式 儀的設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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LDPC(低密度奇偶校驗(yàn)碼)編碼是提高通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)鍵技術(shù)。LDPC碼應(yīng)用于實(shí)際通信系統(tǒng)是本課題的研究重點(diǎn)。實(shí)際通信要求在LDPC碼長盡量短、碼率盡量高及硬件可實(shí)現(xiàn)的前提下，結(jié)合連續(xù)相位MSK調(diào)制，滿足歸一化信噪比SNR=2dB時(shí)，系統(tǒng)誤碼率低于10-4。根據(jù)課題背景，本文主要研究基于FPGA的LDPC編碼器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 LDPC碼的編碼復(fù)雜度往往與其幀長的平方成正比，編碼復(fù)雜度大，成為編碼硬件實(shí)現(xiàn)的一個(gè)障礙；論文針對實(shí)際系統(tǒng)的預(yù)期指標(biāo)，通過對多種矩陣構(gòu)造算法的預(yù)選方案及影響LDPC碼性能參數(shù)仿真分析，基于1/2碼率，1024和2048兩種幀長，設(shè)計(jì)了三種編碼器的備選方案，分別為直接下三角編碼器，串行準(zhǔn)循環(huán)編碼器和二階準(zhǔn)循環(huán)編碼器。 對于每種編碼器，分別設(shè)計(jì)了其整體結(jié)構(gòu)，并對每種編碼器的功能模塊進(jìn)行深入研究，設(shè)計(jì)完成后利用第3方軟件MODELSIM對編碼器進(jìn)行了時(shí)序仿真；根據(jù)時(shí)序仿真結(jié)果和綜合報(bào)告對三種編碼方案進(jìn)行比較，最終選擇串行準(zhǔn)循環(huán)編碼器作為硬件實(shí)現(xiàn)的編碼方案。 最后，在FPGA中硬件實(shí)現(xiàn)了串行準(zhǔn)循環(huán)編碼器并對其進(jìn)行測試，利用MATLAB仿真程序和串口通信工具最終驗(yàn)證了這種編碼器的正確性和硬件可實(shí)現(xiàn)性。
標(biāo)簽： LDPC FPGA 編碼器 實(shí)現(xiàn)研究
上傳時(shí)間： 2013-08-02
上傳用戶：林魚2016
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(gè)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(shí)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(shí)間偏差、頻率偏差進(jìn)行定時(shí)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(shí)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(shí)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(gè)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(shí)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(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：heminhao
常模信號是一類非常重要的信號，而專門應(yīng)用于常模信號的常模算法[1]具有復(fù)雜度較低、實(shí)現(xiàn)起來比較簡單、對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，也可應(yīng)用于多模信號[3]等。 本文對常模算法在多用戶檢測領(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平臺上搭建了仿真平臺，分析了常模算法在多用戶檢測中的應(yīng)用；第三章研究了相關(guān)文獻(xiàn)，簡單介紹了FPGA概念及其設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方法，并對VerilogHDL以及Quartus軟件做了簡要介紹；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平臺和QuartuslI的基礎(chǔ)上搭建了一個(gè)仿真平臺，借助于平臺分析了2-2型常模算法移植到FPGA平臺后的性能，對不同的精度對系統(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。最后一章是對全文的總結(jié)和對未來的展望。
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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