本文以Turbo碼編譯碼器的FPGA實現為目標,對Turbo碼的編譯碼算法和用硬件語言將其實現進行了深入的研究。 首先,在理論上對Turbo碼的編譯碼原理進行了介紹,確定了Max-log-MAF算法的譯碼算法,結合CCSDS標準,在實現編碼器時,針對標準中給定的幀長、碼率與交織算法,以及偽隨機序列模塊與幀同步模塊,提出了相應解決方案;而在相應的譯碼器設計中,采用了FPGA設計中“自上而下”的設計方法,權衡硬件實現復雜度與處理時延等因素,優先考慮面積因素,提高元件的重復利用率和降低電路復雜度,來實現Turbo碼的Max-log-MAP算法譯碼。把整個系統分割成不同的功能模塊,分別闡述了實現過程。 然后,基于Verilog HDL 設計出12位固點數據的Turbo編譯碼器以及仿真驗證平臺,與用Matlab語言設計的相同指標的浮點數據譯碼器進行性能比較,得到該設計的功能驗證。 最后,研究了Tuxbo碼譯碼器幾項最新技術,如滑動窗譯碼,歸一化處理,停止迭代技術結合流水線電路設計,將改進后的譯碼器與先前設計的譯碼器分別在ISE開發環境中針對目標器件xilinx Virtex-Ⅱ500進行電路綜合,證實了這些改進技術能有效地提高譯碼器的吞吐量,減少譯碼時延和存儲器面積從而降低功耗。
上傳時間: 2013-04-24
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本文對OFDM基帶調制解調系統的:FPGA設計進行了研究和論述,重點實現其中的RS碼編、譯碼模塊和基帶成形濾波器模塊。本文首先介紹了OFDM調制的原理和OFDM基帶調制解調系統的總體設計,以及FPGA設計的基本原則。接著介紹了RS碼的編碼原理和時域迭代譯碼算法,在此基礎上設計實現RS碼編碼器和譯碼器。然后介紹了成形濾波的原理和多種實現成形濾波器的結構,采用多相結構設計實現了平方根升余弦滾降濾波器。
上傳時間: 2013-06-11
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可靠通信要求消息從信源到信宿盡量無誤傳輸,這就要求通信系統具有很好的糾錯能力,如使用差錯控制編碼。自仙農定理提出以來,先后有許多糾錯編碼被相繼提出,例如漢明碼,BCH碼和RS碼等,而C。Berrou等人于1993年提出的Turbo碼以其優異的糾錯性能成為通信界的一個里程碑。 然而,Turbo碼迭代譯碼復雜度大,導致其譯碼延時大,故而在工程中的應用受到一定限制,而并行Turbo譯碼可以很好地解決上述問題。本論文的主要工作是通過硬件實現一種基于幀分裂和歸零處理的新型并行Turbo編譯碼算法。論文提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器解決方法,很好地解決了并行訪問存儲器沖突的問題。 本論文在現場可編程門陣列(FPGA)平臺上實現了一種基于幀分裂和籬笆圖歸零處理的并行Turbo編譯碼器。所實現的并行Turbo編譯碼器在時鐘頻率為33MHz,幀長為1024比特,并行子譯碼器數和最大迭代次數均為4時,可支持8.2Mbps的編譯碼數掘吞吐量,而譯碼時延小于124us。本文還使用EP2C35FPGA芯片設計了系統開發板。該開發板可提供高速以太網MAC/PHY和PCI接口,很好地滿足了通信系統需求。系統測試結果表明,本文所實現的并行Turbo編譯碼器及其開發板運行正確、有效且可靠。 本論文主要分為五章,第一章為緒論,介紹Turbo碼背景和硬件實現相關技術。第二章為基于幀分裂和歸零的并行Turbo編碼的設計與實現,分別介紹了編碼器和譯碼器的RTL設計,還提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器和解交織器設計。第三章討論了使用NIOS處理器的SOC架構,使用SOC架構處理系統和基于NIOSII處理器和uC/0S一2操作系統的架構。第四章介紹了FPGA系統開發板設計與調試的一些工作。最后一章為本文總結及其展望。
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,算法的高效穩定性及硬件時鐘速率的快慢是判斷波束成形器性能優劣的主要標準。 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的方法。并分析了在平穩和非平穩環境噪聲下,濾波器的收斂速度、權系數穩定性、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的收斂性和穩定性,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合處理算法,在同樣環境噪聲下,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。并以FPGA實現的3節梯度自適應格型聯合處理器為核心,設計了一種TD-SCDMA系統的自適應波束成形器,分析表明可以很好地利用系統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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在3G移動通信網絡建設中,如何實現密集城區的無線網絡覆蓋是目前基站的發展方向。目前網絡覆蓋理念的核心思想就把傳統宏基站的基帶處理和射頻部分分離,分成基帶處理單元和射頻拉遠單元兩個設備,這樣既節省空間、降低設置成本,又提高了組網效率。本文研究的數字收發機用于WCDMA基站系統的射頻拉遠單元中,實現移動通信網中射頻信號的傳輸工作。 數字收發機主要由射頻處理部分、模數/數模轉換部分、數字上下變頻處理部分、接口轉換以及數字光模塊組成。本文研究的重點是數字上下變頻處理部分。設計采用軟件無線電的架構和FPGA技術,所設計的數字上下變頻部分可以在不修改硬件電路的基礎上只需修改軟件部分的參數則可實現多種頻率的變頻處理,極大地降低了開發成本,且縮短了開發周期。 根據系統設計的設計要求,以及現有芯片使用情況比較,本文選用Altera公司的:FPGA芯片,應用公司提供的Dspbuilder作為系統級的開發工具,應用Quartus Ⅱ作為綜合、布局布線工具實現數字上下變頻處理部分設計。 本文的主要研究工作包括以下幾個部分: (1)對數字收發機的整體結構進行分析研究,確定數字收發機的實現結構和各個部分的功能; (2)通過對數字上下變頻的相關理論的研究,分析出數字上下變頻的結構、實現方法及性能; (3)通過對數控振蕩器、CIC濾波器、FIR濾波器進行理論研究、內部實現結構以及性能分析,得出具體的參數和仿真實現結構; (4)使用FPGA中的IP核技術來實現數字上下變頻,利用Matlab中Dspbuilder提供的IP核分別進行NCO、CIC、FIR的仿真工作;并得出數字上下變頻的總體仿真實現結果; (5)對高速收發通道進行了研究和設計,根據系統的要求給出了數據幀結構,并采用Altera的第三代FPGA產品Stratix Ⅱ GX系列芯片實現了數字收發機的信號的串并/并串的接口轉換。為后續繼續研究工作奠定基礎。
上傳時間: 2013-06-21
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正交頻分復用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術作為一種可以有效對抗信號波形間干擾的高速傳輸技術,引起了廣泛關注。它利用許多并行的、傳輸低速率數據的子載波來實現高速率的通信。它的特點是各子載波相互正交,所以擴頻調制后的頻譜可以相互重疊,不但減小了子載波問的相互干擾,還大大提高了頻譜利用率。由于OFDM的高頻譜利用率、易于硬件實現、對抗頻率選擇性衰落和窄帶干擾的能力突出等優點,它成為第四代移動通信的首選技術,是當前移動通信技術研究的熱點問題。 本文概括的介紹了OFDM系統的基本概念、基本工作原理和關鍵技術,重點討論了如何在FPGA上實現OFDM低中頻收發信機。基于這些理論知識,確定了OFDM低中頻收發信機系統實現方案,并選擇ALTERA公司的Cyclone
上傳時間: 2013-06-29
上傳用戶:水瓶kmoon5
當前正處于第三代移動通信技術發展的關鍵時期,各種與3G相關的無線網絡終端的需求量與日俱增。為3G無線網絡終端選擇一個高性能的處理器,并且提供一套完整的系統解決方案,滿足3G時代人們對數據通信業務的需求,無疑是一個有意義且亟待解決的重要問題。 OMAP(Open Multimedia Applications Platform)是美國德州公司(TI)推出的專門為支持第三代(3G)無線終端應用而設計的應用處理器體系結構。OMAP處理器平臺堪稱無線技術發展的里程碑,它提供了語音、數據和多媒體所需的帶寬和功能,可以極低的功耗為高端3G無線設備提供極佳的性能。 本文的研究內容是開發基于OMAP5910處理器的具有多個擴展接口的嵌入式開發平臺,以及攝像頭顯示驅動程序,以便能為3G相關的無線網絡終端提供一個系統級的解決方案,本文首先介紹了OMAP技術的特點和優點,并對OMAP5910處理器的硬件結構進行了簡單說明,在此基礎上提出了基于OMAP5910嵌入式平臺的FPGA設計,包括用FPGA擴展的接口:觸摸屏接口,硬盤接口,以太網接口;控制的接口:USB口,串口;以及實現的功能:與OMAP5910處理器的通信功能,中斷控制功能,選擇啟動順序功能,復位延時功能。然后介紹了基于OMAP5910的攝像顯示系統的硬件設計,主要包括攝像頭接口和攝像頭模塊,EMIFS和EMIFF接口以及LCD接口。最后描述了嵌入式Linux操作系統下攝像頭驅動程序的完整實現過程。
上傳時間: 2013-05-24
上傳用戶:mfhe2005
采用現場可編程門陣列(FPGA)可以快速實現數字電路,但是用于生成FPGA編程的比特流文件的CAD工具在編制大規模電路時常常需要數小時的時間,以至于許多設計者甚至通過在給定FPGA上采用更多的資源,或者以犧牲電路速度為代價來提高編制速度。電路編制過程中大部分時間花費在布線階段,因此有效的布線算法能極大地減少布線時間。 許多布線算法已經被開發并獲得應用,其中布爾可滿足性(SAT)布線算法及幾何查找布線算法是當前最為流行的兩種。然而它們各有缺點:基于SAT的布線算法在可擴展性上有很大缺陷;幾何查找布線算法雖然具有廣泛的拆線重布線能力,但當實際問題具有嚴格的布線約束條件時,它在布線方案的收斂方面存在很大困難。基于此,本文致力于探索一種能有效解決以上問題的新型算法,具體研究工作和結果可歸納如下。 1、在全面調查FPGA結構的最新研究動態的基礎上,確定了一種FPGA布線結構模型,即一個基于SRAM的對稱陣列(島狀)FPGA結構作為研究對象,該模型僅需3個適合的參數即能表示布線結構。為使所有布線算法可在相同平臺上運行,選擇了美國北卡羅來納州微電子中心的20個大規模電路作為基準,并在布線前采用VPR399對每個電路都生成30個布局,從而使所有的布線算法都能夠直接在這些預制電路上運行。 2、詳細研究了四種幾何查找布線算法,即一種基本迷宮布線算法Lee,一種基于協商的性能驅動的布線算法PathFinder,一種快速的時延驅動的布線算法VPR430和一種協商A
上傳時間: 2013-05-18
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利用FPGA的51 ,IP核實現與單片機和ARM的串口通信
上傳時間: 2013-08-05
上傳用戶:lalaruby
基于FPGA數字頻率計的實現,文中有所有的源代碼,僅供參考。
上傳時間: 2013-08-05
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