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LLC串聯(lián)(lián)諧振全橋<b>dcdc</b>變換器的研究

  • 基于ARM的溫濕度控制器的設(shè)計

    高端濕熱環(huán)境試驗箱的溫濕度控制器有著如下特點:①、人機接口模塊大多采用彩色液晶屏和觸摸屏;②、控制器存儲容量大,可存儲大量溫濕度數(shù)據(jù);⑧、溫濕度數(shù)據(jù)測量精度高;④、溫濕度控制精度高,具有自調(diào)整能力,可根據(jù)試驗條件的變化調(diào)節(jié)控制器內(nèi)部參數(shù)。⑤、輔助功能多,如RS232串口通訊、USB通訊、以太網(wǎng)通訊等,方便和PC機的連接。此種類型的溫濕度控制器國內(nèi)生產(chǎn)較少。 本文在綜述國內(nèi)溫濕度控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了基于ARM9芯片的高性能溫濕度控制的設(shè)計方法。本文主要針對以下幾個方面進行了研究:研究試驗箱內(nèi)熱力學(xué)過程并建立溫濕度控制系統(tǒng)的簡化數(shù)學(xué)模型;分析溫濕度控制箱的控制方法,選擇合理的溫濕度測量方案,提出了減少誤差的方法;分析溫濕度控制器的功能需求,完成了基于ARM的溫濕度控制器的硬件設(shè)計和調(diào)試;選擇了溫濕度控制系統(tǒng)的控制算法,并在設(shè)計的硬件平臺上實現(xiàn);最后對控制效果進行了試驗分析。 本論文各章節(jié)主要內(nèi)容概述如下: 第1章綜述了濕熱環(huán)境試驗設(shè)備技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)進展,提出了課題的研究內(nèi)容、難點和創(chuàng)新點。 第2章分析了濕熱環(huán)境試驗箱溫濕度控制的控制算法,分析了被控空氣的熱力學(xué)過程,得出簡化數(shù)學(xué)模型。 第3章對溫度、濕度測量系統(tǒng)及其誤差消除方法進行分析,提出基于AD7711的高精度溫濕度測量方案。 第4章分析溫濕度控制器的需求,完成溫濕度控制器硬件平臺的設(shè)計。 第5章研究溫濕度控制系統(tǒng)的控制算法,在硬件平臺上實現(xiàn)PID繼電自整定算法。 第6章對溫濕度控制的實際控制效果進行試驗分析。 第7章總結(jié)與展望。

    標簽: ARM 溫濕度控制器

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:bjgaofei

  • 基于ARM的繡花機嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計

    當今繡花機市場蓬勃發(fā)展,繡花機控制系統(tǒng)作為繡花機最核心的部分,是提高性能和降低成本的關(guān)鍵。本文結(jié)合浙江虎王科技有限公司與浙江大學(xué)的合作項目“繡花機控制系統(tǒng)”,設(shè)計出一套基于ARM的技術(shù)先進、功能精簡、高性價比的繡花機控制系統(tǒng)。論文按照嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程,先根據(jù)市場需求劃分了控制系統(tǒng)的功能模塊并構(gòu)建了總體架構(gòu),選擇了系統(tǒng)的軟硬件平臺,然后采用先進的設(shè)計方法對繡花機控制系統(tǒng)的硬件和軟件進行了設(shè)計。 第一章介紹了繡花機及其控制系統(tǒng)的發(fā)展過程和現(xiàn)狀,論述了嵌入式系統(tǒng)的定義、特點和發(fā)展,闡述了ARM的發(fā)展歷史、研究和應(yīng)用現(xiàn)狀,提出了論文的主要研究內(nèi)容,最后給出了論文的總體結(jié)構(gòu)。 第二章闡述了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程,選擇了軟硬件協(xié)同設(shè)計法為本系統(tǒng)的設(shè)計方法,論述了EDA技術(shù)的工作范圍和設(shè)計步驟,詳細討論了軟件的結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法和面向?qū)ο笤O(shè)計方法的原理,最后給出了繡花機控制系統(tǒng)的設(shè)計原則。 第三章根據(jù)市場需求劃分了繡花機控制系統(tǒng)的功能模塊,構(gòu)建了系統(tǒng)總體架構(gòu),并分析了每個模塊的具體功能;根據(jù)選型原則選出了適用于繡花機控制系統(tǒng)的上位機和下位機CPU芯片、操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境。 第四章根據(jù)總體架構(gòu),在選好的CPU芯片的基礎(chǔ).卜確定了繡花機控制系統(tǒng)的硬件框架,詳細設(shè)計了電源電路、復(fù)位電路、存儲器接口電路、鍵盤與顯示電路、USB接口電路、串行通信接口電路和下層機電接口電路。 第五章按照上位機和下位機的層次構(gòu)建了繡花機控制系統(tǒng)的軟件框架,設(shè)計了鍵盤輸入模塊、圖形顯示模塊、USB驅(qū)動模塊、花樣存儲與管理模塊、串口通信模塊、機電控制模塊的程序。 第六章回顧與總結(jié)全文的主要研究內(nèi)容,歸納了本文的主要研究成果,并對今后的研究工作作了展望。

    標簽: ARM 繡花機 嵌入式控制 系統(tǒng)設(shè)計

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:CSUSheep

  • 基于ARM和藍牙的安防系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

    隨著人們物質(zhì)文化生活水平的提高和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,智能家居已成為一個發(fā)展趨勢。智能家居系統(tǒng)采用傳感技術(shù)、計算機技術(shù)和信息傳輸與處理技術(shù),能給用戶提供全方位的服務(wù),同時對住房內(nèi)的情況進行遠程監(jiān)控和實時管理。安防系統(tǒng)是智能家居中的一個重要的組成部分。傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)都是基于單片機設(shè)計實現(xiàn)的,它難以滿足現(xiàn)代家居中網(wǎng)絡(luò)家電功能,針對這些問題,設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于ARM和藍牙的安防系統(tǒng)。 (1) 深入研究了安防系統(tǒng)中視頻監(jiān)控的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,分析了嵌入式Linux操作系統(tǒng)的優(yōu)、缺點以及選擇內(nèi)核版本為Linux2.6的原因,指出了選題研究的目的和意義。 (2) 從網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和幾種重要協(xié)議這兩個方面入手,闡述了智能家居中的重要技術(shù)——藍牙。 (3) 根據(jù)智能家居的功能要求,設(shè)計了一種智能家居中的安防系統(tǒng),論述了ARM9嵌入式微處理器S3C2410的原理以及性能,闡述了安防系統(tǒng)中的NANDFLASH模塊、SDRAM模塊、RS232串口模塊、以太網(wǎng)模塊、USB、USB藍牙、USB攝像頭的組成原理以及設(shè)計與實現(xiàn)方法。 (4) 根據(jù)系統(tǒng)軟件環(huán)境的需求,構(gòu)建了嵌入式Linux系統(tǒng)軟件平臺,論述了交叉編譯環(huán)境和NFS開發(fā)調(diào)試環(huán)境的建立,移植S3C2410下啟動引導(dǎo)程序VIVI,移植嵌入式操作系統(tǒng)Linux(內(nèi)核版本為2.6.14),闡述了系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備驅(qū)動的移植(NAND FLASH、USB、USB攝像頭、USB藍牙)、文件系統(tǒng)的使用,分析了Linux下藍牙無線通信的實現(xiàn)過程。 (5) 在搭建的嵌入式Linux系統(tǒng)軟件平臺上,論述了在Windows XP下遠程登錄到Linux操作系統(tǒng)的方法,闡述了在Linux下使用V4L編程來截取攝像頭圖象,使用SOCKET編程將截取到的圖象傳送到室內(nèi)PC機上,遠程監(jiān)控電腦登錄到此PC機上,利用IE瀏覽器來實現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境的監(jiān)控。 (6) 結(jié)合實驗測試環(huán)境和測試數(shù)據(jù),進行了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的性能測試,分析了測試結(jié)果并針對出現(xiàn)的問題給出了改進措施。 通過對安防系統(tǒng)的實驗測試表明,系統(tǒng)能夠很好地檢測不法分子的入侵,并通過遠程視頻監(jiān)控方式來告知用戶,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,達到了預(yù)期的設(shè)計目標。

    標簽: ARM 藍牙 安防系統(tǒng)

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:yatouzi118

  • 基于ARM控制的新型零電壓零電流全橋DCDC變換器的研制

    軟開關(guān)技術(shù)是電力電子裝置向高頻化、高功率密度化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),已成為現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究的熱點之一。微處理器的出現(xiàn)促進了電力電子變換器的控制技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬控制轉(zhuǎn)向數(shù)字控制,數(shù)字控制技術(shù)可使控制電路大為簡化,并能提高系統(tǒng)的抗干擾能力、控制靈活性、通用性以及智能化程度。本文提出了一種利用耦合輸出電感的新型次級箝位ZVZCS PWM DC/DC變換器,其反饋控制采用數(shù)字化方式。 論文分析了該新型變換器的工作原理,推導(dǎo)了變換器各種狀態(tài)時的參數(shù)計算方程;設(shè)計了以ARW芯片LPC2210為核心的數(shù)字化反饋控制系統(tǒng),通過軟件設(shè)計實現(xiàn)了PWM移相控制信號的輸出;運用Pspice9.2軟件成功地對變換器進行了仿真,分析了各參數(shù)對變換器性能的影響,并得出了變換器的優(yōu)化設(shè)計參數(shù);最后研制出基于該新型拓撲和數(shù)字化控制策略的1千瓦移相控制零電壓零電流軟開關(guān)電源,給出了其主電路、控制電路、驅(qū)動電路、保護電路及高頻變壓器等的設(shè)計過程,并在實驗樣機上測量出了實際運行時的波形。 理論分析與實驗結(jié)果表明:該變換器拓撲能實現(xiàn)超前橋臂的零電壓開關(guān),滯后橋臂的零電流開關(guān);采用ARM微控制器進行數(shù)字控制,較傳統(tǒng)的純模擬控制實時反應(yīng)速度更快、電源穩(wěn)壓性能更好、外圍電路更簡單、設(shè)計更靈活等,為實現(xiàn)智能化數(shù)字電源創(chuàng)造了基礎(chǔ),具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟價值。

    標簽: DCDC ARM 控制 全橋

    上傳時間: 2013-08-03

    上傳用戶:cc1

  • LDPC碼編碼器FPGA實現(xiàn)研究

    LDPC(低密度奇偶校驗碼)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)用于實際通信系統(tǒng)是本課題的研究重點。實際通信要求在LDPC碼長盡量短、碼率盡量高及硬件可實現(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,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)計與實現(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,成為編碼硬件實現(xiàn)的一個障礙;論文針對實際系統(tǒng)的預(yù)期指標,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,串行準循環(huán)編碼器和二階準循環(huán)編碼器。 對于每種編碼器,分別設(shè)計了其整體結(jié)構(gòu),并對每種編碼器的功能模塊進行深入研究,設(shè)計完成后利用第3方軟件MODELSIM對編碼器進行了時序仿真;根據(jù)時序仿真結(jié)果和綜合報告對三種編碼方案進行比較,最終選擇串行準循環(huán)編碼器作為硬件實現(xiàn)的編碼方案。 最后,在FPGA中硬件實現(xiàn)了串行準循環(huán)編碼器并對其進行測試,利用MATLAB仿真程序和串口通信工具最終驗證了這種編碼器的正確性和硬件可實現(xiàn)性。

    標簽: LDPC FPGA 編碼器 實現(xiàn)研究

    上傳時間: 2013-08-02

    上傳用戶:林魚2016

  • 四關(guān)節(jié)實驗室機器人控制器的研制

    在機器人學(xué)的研究領(lǐng)域中,如何有效地提高機器人控制系統(tǒng)的控制性能始終是研究學(xué)者十分關(guān)注的一個重要內(nèi)容。在分析了工業(yè)機器人的發(fā)展歷程和機器人控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后,本論文的主要目標是針對四關(guān)節(jié)實驗室機器人特有的機械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型,建立一個新型全數(shù)字的基于DSP和FPGA的機器人位置伺服控制系統(tǒng)的軟、硬件平臺,實現(xiàn)對四關(guān)節(jié)實驗室機器人的精確控制。 本論文從實際情況出發(fā),首先分析了所研究的四關(guān)節(jié)實驗室機器人的本體結(jié)構(gòu),并對其抽象簡化得到了它的運動學(xué)數(shù)學(xué)模型。在明確了實現(xiàn)機器人精確位置伺服控制的控制原理后,我們對機器人控制系統(tǒng)的諸多可行性方案進行了充分論證,并最終決定采用了三級CPU控制的控制體系結(jié)構(gòu):第一級CPU為上位計算機,它實現(xiàn)對機器人的系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及完成機器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算;第二級CPU為高性能的DSP處理器,它輔之以具有高速并行處理能力的FPGA芯片,實現(xiàn)了對機器人多個關(guān)節(jié)的高速并行驅(qū)動;第三級CPU為交流伺服驅(qū)動處理器,它實現(xiàn)了機器人關(guān)節(jié)伺服電機的精確三閉環(huán)誤差驅(qū)動控制,以及電機的故障診斷和自動保護等功能。此外,我們采用比普通UART速度快得多的USB來實現(xiàn)上位計算機.與下位控制器之間的數(shù)據(jù)通信,這樣既保證了兩者之間連接方便,又有效的提高了控制系統(tǒng)的通信速度和可靠性。 機器人系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括兩個部分:一是采用VC++實現(xiàn)的上位監(jiān)控軟件系統(tǒng),它主要負責(zé)機器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算,同時完成用戶與機器人系統(tǒng)之間的信息交互;二是采用C語言實現(xiàn)的下位DSP控制程序,它主要負責(zé)接收上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱發(fā)送的控制信號,實現(xiàn)對機器人的實時驅(qū)動,同時還能夠?qū)崟r的向上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱反饋機器人的當前狀態(tài)信息。 研究開發(fā)出來的四關(guān)節(jié)實驗室機器人控制器具有控制實時性好、定位精度高、運行穩(wěn)定可靠的特點,它允許用戶通過上位控制計算機實現(xiàn)對機器人的各種設(shè)定作業(yè)的控制,也可以讓用戶通過機器人控制箱現(xiàn)場對機器人進行回零、示教等各項操作。

    標簽: 實驗室 機器人控制器

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:極客

  • 基于FPGA的多路碼分復(fù)用通信系統(tǒng)實現(xiàn)

    第三代移動通信系統(tǒng)及技術(shù)是目前通信領(lǐng)域的研究熱點。本系統(tǒng)采用了第三代移動通信系統(tǒng)的部分關(guān)鍵技術(shù),采用直接序列擴頻方式實現(xiàn)多路寬帶信號的碼分復(fù)用傳輸。在系統(tǒng)設(shè)計中,我們綜合考慮了系統(tǒng)性能要求,功能實現(xiàn)復(fù)雜度與系統(tǒng)資源利用率,選擇了并行導(dǎo)頻體制、串行滑動相關(guān)捕獲方式、延遲鎖相環(huán)跟蹤機制、導(dǎo)頻信道估計方案和相干解擴方式,并在Quartus軟件平臺上采用VHDL語言,在FPGA芯片CycloneEP1C12Q240C8上完成了系統(tǒng)設(shè)計。通過對硬件測試板的測試表明文中介紹的方案和設(shè)計方法是可行和有效的。并在測試的基礎(chǔ)上對系統(tǒng)提出了改進意見。

    標簽: FPGA 多路 通信系統(tǒng)

    上傳時間: 2013-06-27

    上傳用戶:fzy309228829

  • 板級光互連協(xié)議研究與FPGA實現(xiàn)

    隨著集成電路頻率的提高和多核時代的到來,傳統(tǒng)的高速電互連技術(shù)面臨著越來越嚴重的瓶頸問題,而高速下的光互連具有電互連無法比擬的優(yōu)勢,成為未來電互連的理想替代者,也成為科學(xué)研究的熱點問題。目前,由OIF(Optical Intemetworking Forum,光網(wǎng)絡(luò)論壇)論壇提出的甚短距離光互連協(xié)議,主要面向主干網(wǎng),其延遲、功耗、兼容性等都不能滿足板間、芯片間光互連的需要,因此,研究定制一種適用于板級、芯片級的光互連協(xié)議具有非常重要的研究意義。 本論文將協(xié)議功能分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理層來設(shè)計,鏈路層功能包括了協(xié)議原語設(shè)計,數(shù)據(jù)幀格式和數(shù)據(jù)傳輸流程設(shè)計,流量控制機制設(shè)計,協(xié)議通道初始化設(shè)計,錯誤檢測機制設(shè)計和空閑字符產(chǎn)生、時鐘補償方式設(shè)計;物理層功能包含了數(shù)據(jù)的串化和解串功能,多通道情況下的綁定功能,數(shù)據(jù)編解碼功能等。 然后,文章采用FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)技術(shù)實現(xiàn)了定制協(xié)議的單通道模式。重點是數(shù)據(jù)鏈路層的實現(xiàn),物理層采用定制具備其功能的IP(Intellectual Property,知識產(chǎn)權(quán))——RocketIO來實現(xiàn)。實現(xiàn)的過程中,采用了Xilinx公司的ISE(Integrated System Environment,集成開發(fā)環(huán)境)開發(fā)流程,使用的設(shè)計工具包括:ISE,ModelSim,Synplify Pro,ChipScope等。 最后,本文對實現(xiàn)的協(xié)議進行了軟件仿真和上扳測試,訪真和測試結(jié)果表明,實現(xiàn)的單通道模式,支持的最高串行頻率達到3.5GHz,完全滿足了光互連驗證系統(tǒng)初期的要求,同時由RocketIO的高速串行差分口得到的眼圖質(zhì)量良好,表明對物理層IP的定制是成功的。

    標簽: FPGA 板級 光互連 協(xié)議研究

    上傳時間: 2013-06-28

    上傳用戶:guh000

  • 多點無線擴頻通信系統(tǒng)

    擴頻通信具有較強的抗干擾、抗偵查和抗衰落能力,可以實現(xiàn)碼分多址,目前廣泛應(yīng)用于通信抗干擾、衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、保密通信、測距和定位等各個方面。另外,隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字接收機和軟件無線電也已經(jīng)是現(xiàn)代通信研究的一個熱點。 本文正是順應(yīng)這種發(fā)展趨勢,在某工程項目的通信分系統(tǒng)中建立CDMA直接序列擴頻通信系統(tǒng)。 本文作者承擔(dān)了多點無線擴頻通信系統(tǒng)的研究,建立了一個完整的仿真系統(tǒng)。提出了適合于本系統(tǒng)的實現(xiàn)算法,同時還建立了基于軟件無線電平臺的系統(tǒng)的全FPGA設(shè)計和實現(xiàn),包括各個模塊的測試和整個系統(tǒng)的聯(lián)合測試。 文章的主要內(nèi)容如下: 1.簡述了擴頻通信及軟件無線電的發(fā)展及現(xiàn)狀。 2. 對直擴系統(tǒng)的基本原理和系統(tǒng)中采用的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進行了闡述。相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)包括擴頻碼的研究和選取,擴頻碼同步的研究,包括捕獲算法和跟蹤算法的研究,以及自適應(yīng)門限的研究。 3.詳細討論了該多點無線通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn),提出了適合于本系統(tǒng)的算法。首先闡述了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案和設(shè)計參數(shù),接著分為物理層和鏈路層詳細闡述了各個模塊的設(shè)計與仿真,包括matlab仿真和modelsim仿真,文中給出了大量的仿真結(jié)果圖。仿真結(jié)果證明算法的正確性,仿真性能也能滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。 4.介紹了該多點無線通信系統(tǒng)的硬件平臺與系統(tǒng)調(diào)試。首先介紹了系統(tǒng)的硬件平臺和硬件框圖,介紹了系統(tǒng)的相關(guān)器件及其配置,接著介紹了FPGA的開發(fā)流程、開發(fā)工具、設(shè)計原則及遇到的相關(guān)問題,最后介紹了系統(tǒng)的設(shè)計驗證與性能分析,給出了系統(tǒng)的調(diào)試方案和調(diào)試結(jié)果。 本文所討論的多點無線通信系統(tǒng)已經(jīng)在某工程項目的通信分系統(tǒng)中實現(xiàn)。目前工作正常,性能良好,具有通用性、可移植性,有重要的理論及實用價值。

    標簽: 多點 無線擴頻 通信系統(tǒng)

    上傳時間: 2013-04-24

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  • 高吞吐量LDPC碼編碼構(gòu)造及其FPGA實現(xiàn)

    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(lǐng)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(shù)之一。 當今LDPC碼構(gòu)造的主流方向有兩個,分別是結(jié)合準循環(huán)(QC,Quasi Cyclic)移位結(jié)構(gòu)的單次擴展構(gòu)造和類似重復(fù)累積(RA,Repeat Accumulate)碼構(gòu)造。相應(yīng)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(gòu)造高性能的好碼。 本文在研究了上述幾種碼構(gòu)造和編碼算法之后,結(jié)合編譯碼器綜合實現(xiàn)的復(fù)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(gòu)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(jié)構(gòu)的特點,結(jié)合RU算法,提出了一種新編碼器的設(shè)計方案。 基于二次擴展的QC-LDPC碼構(gòu)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(chǔ)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(gòu)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(jié)構(gòu)得以精簡;構(gòu)造得到的碼字具有近似規(guī)則碼的結(jié)構(gòu),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(fù)用,使得實現(xiàn)復(fù)雜度近似與碼長成正比。考慮到吞吐量的要求,新編碼器結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),由原先RU算法的6級降低為4級;為了縮短編碼延時,設(shè)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(gòu)造和編碼聯(lián)合設(shè)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(fù)累積碼結(jié)構(gòu)的基于迭代譯碼的編碼算法,新方案使高性能LDPC碼的構(gòu)造更為方便。以上結(jié)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(gòu)造和相應(yīng)的編碼方案能夠?qū)崿F(xiàn)高吞吐量LDPC碼收發(fā)端,在實際應(yīng)用中具有很高的價值。 目前,LDPC碼正向著非規(guī)則、自適應(yīng)、信源信道及調(diào)制聯(lián)合編碼方向發(fā)展。跨層聯(lián)合編碼的構(gòu)造方法,及其對應(yīng)的編碼算法,也必將成為信道編碼理論未來的研究重點。

    標簽: LDPC FPGA 吞吐量 編碼

    上傳時間: 2013-07-26

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