隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)以其功能強大、可靠性高、體積小、功耗低等諸多優(yōu)點,適應(yīng)了社會信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展需求,比一般的通用PC系統(tǒng)具備更大的優(yōu)越性,在各行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)獲得了廣泛的應(yīng)用。GPS定位導(dǎo)航技術(shù)與計算機技術(shù)的融合在近幾年來現(xiàn)代信息通信領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展迅速。 目前,GPS定位導(dǎo)航技術(shù)主要應(yīng)用于大地測量與車輛定位領(lǐng)域,個人應(yīng)用方面相對較欠缺。因此,發(fā)展應(yīng)用于個人的手持GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)擁有廣泛的市場空間。鑒于這種情況,本文設(shè)計開發(fā)了一款基于ARM處理器與GPS接收模塊的手持定位導(dǎo)航系統(tǒng),系統(tǒng)通過采用功能強大、成本低廉的嵌入式Linux操作系統(tǒng),充分發(fā)揮ARM處理器的高性能低功耗特點,提升了系統(tǒng)特性。 論文的主要內(nèi)容: 1.分析了GPS定位導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和基本原理,研究了如何實現(xiàn)基于ARM處理器定位導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計方案。在此基礎(chǔ)上,建立了滿足手持定位導(dǎo)航系統(tǒng)功能需求的軟、硬件平臺,包括硬件平臺中各模塊的組成與連接,以及軟件平臺中系統(tǒng)啟動代碼、操作系統(tǒng)的移植,文件系統(tǒng)的制作。 2.設(shè)計實現(xiàn)了GPS模塊與ARM處理器的通信功能、電子地圖的顯示功能、人機交互的控制功能。各功能模塊在設(shè)計中包括了接口和外設(shè)的驅(qū)動程序,以及應(yīng)用程序兩部分。通信功能模塊中,GPS模塊實時接收GPS定位衛(wèi)星數(shù)據(jù),并通過RS-232接口向處理器傳輸數(shù)據(jù);電子地圖顯示以及人機交互的功能模塊中,使用MiniGUI圖形用戶界面支持系統(tǒng),實現(xiàn)了在LCD觸摸屏上顯示電子地圖以及基本定位導(dǎo)航控制等人機交互的功能。 3.測試了系統(tǒng)各模塊的功能,給出了系統(tǒng)的實現(xiàn)結(jié)果,根據(jù)測試結(jié)果分析了系統(tǒng)設(shè)計中的不足,并提出了對系統(tǒng)未來改進目標的設(shè)想。
上傳時間: 2013-04-24
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無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一項融合計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)等的新興技術(shù),它在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、醫(yī)療、交通等各個領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中包含眾多關(guān)鍵技術(shù),因此需要一種功能強大的節(jié)點支持網(wǎng)絡(luò)的正常運行,為用戶提供多功能的服務(wù)。 目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件平臺絕大部分是基于單片機實現(xiàn)的,它們具有有限的存儲和處理能力,只能完成簡單的傳感器數(shù)據(jù)采集、處理和轉(zhuǎn)發(fā)功能。有少部分硬件平臺采用32位的處理器,但是這些平臺的價格昂貴或者靈活性較差,不利于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實驗研究及應(yīng)用的拓展。 基于上述研究現(xiàn)狀,本文設(shè)計并實現(xiàn)一個基于32位ARM處理器和Linux操作系統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。該節(jié)點具有強大的存儲、處理能力,而且成本和功耗較低,能夠配合不同類型的傳感器節(jié)點使用,便于二次開發(fā),對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各種理論和算法的驗證及實現(xiàn)各種應(yīng)用有重大意義。論文主要分為三部分: 1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點硬件設(shè)計:在分析現(xiàn)有硬件平臺缺點的基礎(chǔ)上,設(shè)計本文的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點硬件結(jié)構(gòu),進行硬件選型并分析各個模塊的結(jié)構(gòu)和硬件原理,搭建好硬件平臺。 2、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點軟件實現(xiàn):根據(jù)設(shè)計的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)分析軟件應(yīng)包含的內(nèi)容及層次結(jié)構(gòu)。由于Linux支持多種體系結(jié)構(gòu)、開源等優(yōu)點,因此本文選擇其作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的操作系統(tǒng),并分層次地實現(xiàn)基于Linux的整個軟件系統(tǒng),包括引導(dǎo)程序、內(nèi)核、根文件系統(tǒng)、驅(qū)動程序。 3、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的應(yīng)用:在1、2部分完成的基本功能上需要擴充具體的應(yīng)用程序才能將該節(jié)點應(yīng)用到實際環(huán)境中。這部分首先分析本文所實現(xiàn)的節(jié)點的幾種典型應(yīng)用場景,然后在該節(jié)點上實現(xiàn)幾種常用的服務(wù)程序,最后設(shè)計并實現(xiàn)質(zhì)心定位應(yīng)用案例,展示了在此節(jié)點上可方便地實現(xiàn)功能擴充和特定應(yīng)用開發(fā),同時也說明了該節(jié)點強大的功能。
標簽: Linuz ARM 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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隨著科技的不斷進步,現(xiàn)代電子技術(shù)、信息技術(shù)得到不斷的發(fā)展,隨之也帶來了監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展。現(xiàn)代監(jiān)控技術(shù)的含義已不僅僅是局限于某種單一的或獨立的傳感器測量或數(shù)據(jù)處理,而是多種技術(shù)的集成融合。針對與風蝕風沙與小氣候環(huán)境的監(jiān)測技術(shù)的實際需要,本選題提出了一種基于嵌入式ARM-Linux技術(shù)、Zigbee技術(shù)、GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代傳感器技術(shù)的風蝕風沙與小氣候環(huán)境的監(jiān)控系統(tǒng)。 針對風蝕風沙以及小氣候環(huán)境監(jiān)測的各種傳感器的種類以及型號的差別性與環(huán)境因子的需要,本選題選擇了功能強大的ARM9處理器AT91RM9200為硬件平臺,以開源的嵌入式Linux操作系統(tǒng)為軟件平臺的設(shè)計方案。考慮到野外監(jiān)測中傳感器的分布問題,選擇了無線自主路由的Zigbee技術(shù)進行各種模擬傳感器的連接,Zigbee主模塊與AT91RM9200處理器之間的通信采用RS-232總線進行連接的設(shè)計思路。在對數(shù)據(jù)進行處理方法的選擇上,本選題進行了數(shù)據(jù)的本地存儲與GPRS網(wǎng)絡(luò)無線遠程發(fā)送相結(jié)合的設(shè)計方法。本地存儲可以利用具有USB接口的現(xiàn)場存儲設(shè)備如U盤、SD卡等。在進行GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸時,本課題選擇了西門子公司的MC39i模塊實現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)的無縫對接,以進行終端設(shè)備與遠端服務(wù)器的通信。軟件設(shè)計上,采用了模塊化設(shè)計,使用多線程編程,提高了軟件運行的能力,在網(wǎng)絡(luò)編程上使用了Socket編程技術(shù),保證了多通道數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。 本系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了硬件設(shè)計、軟件設(shè)計的全部過程,并且已經(jīng)在吉林白城中國農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗站安裝使用。實踐表明,該系統(tǒng)具有可靠性高、體積小、安裝方便,數(shù)據(jù)采集及時、準確、可靠等特點,適合大部分野外環(huán)境的監(jiān)測應(yīng)用。
標簽: Zigbee ARM 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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針對儀器儀表向高端產(chǎn)品的發(fā)展趨勢,課題提出并設(shè)計實現(xiàn)了一種基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)和ARM7微處理器為核心的控制平臺,使儀表的使用更加方便、智能。系統(tǒng)融合了嵌入式系統(tǒng)、USB通信、LAN通信、顯示等多項快速發(fā)展的技術(shù),通過USB模塊和LAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸,實現(xiàn)了高端儀表與外部設(shè)備的通信,整個平臺具有高速、實時傳輸數(shù)據(jù)等特性,能夠廣泛地應(yīng)用于多種行業(yè)的現(xiàn)場測量中。 硬件方面,課題采用具有ARM7TDMI核的LPC2220微處理器作為系統(tǒng)的控制平臺,并結(jié)合應(yīng)用設(shè)計出了顯示模塊、USB通信模塊、LAN通信模塊。控制平臺通過USB通信模塊和LAN通信模塊,建立與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)處理通道,將與SPI接口連接的儀表數(shù)據(jù)進行傳輸處理。USB接口電路采用了Cypress公司的CY7C68001芯片,LAN通信模塊則采用了CIRRUSLOGIC的以太網(wǎng)控制器CS8900實現(xiàn)底層驅(qū)動。 軟件方面,首先將μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)移植到ARM7上,并在嵌入式μC/OS-Ⅱ環(huán)境下編寫了各硬件模塊的驅(qū)動程序。在驅(qū)動程序的基礎(chǔ)上設(shè)計了VFD顯示程序、USB通信和網(wǎng)絡(luò)通信等應(yīng)用模塊,驗證了數(shù)據(jù)處理平臺具有的各項功能。網(wǎng)絡(luò)通信模塊中,WEB SERVER在控制平臺實現(xiàn),在上位PC上輸入服務(wù)器的固定IP地址,實現(xiàn)控制命令的發(fā)送、數(shù)據(jù)包的接收等功能。 經(jīng)測試,系統(tǒng)運行正常,較好的實現(xiàn)了各項設(shè)計目標,從而證明了本文的方法是可行的。本系統(tǒng)為高端儀表的數(shù)據(jù)處理提供了一個有效的解決方案,具有良好的應(yīng)用前景。
上傳時間: 2013-06-06
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隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用以及嵌入式技術(shù)、圖像技術(shù)的不斷進步,視頻監(jiān)控領(lǐng)域進入了一個快速發(fā)展的時期。基于嵌入式技術(shù)的視頻監(jiān)控技術(shù)作為一種先進的、廉價的視頻監(jiān)控技術(shù),為視頻監(jiān)控設(shè)備的開發(fā)提供了一種全新解決方案。近年來,采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于其更低廉的價格、更靈活的部署方式受到廣大視頻監(jiān)控用戶的青睞,逐漸成為視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展方向之一。 運動目標檢測算法是一種在視頻圖像檢測中經(jīng)常使用的算法,主要用來發(fā)現(xiàn)視頻中的運動物體。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中引入運動目標檢測算法可使監(jiān)控系統(tǒng)具備簡單的智能功能,即在有運動物體進入監(jiān)控區(qū)域時才傳輸視頻并錄像。常用的運動目標檢測算法包括幀間差分法和背景差法等。 論文在融合嵌入式技術(shù)、運動目標檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)在室內(nèi)及小型辦公場所應(yīng)用的實際需求,提出了一種基于嵌入式技術(shù)的無線智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。該方案的視頻監(jiān)控端采用三星公司基于ARM體系結(jié)構(gòu)的芯片S3C2440A作為處理器,在使用該處理器的硬件板上構(gòu)建了嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為應(yīng)用程序開發(fā)的平臺。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻監(jiān)控端應(yīng)用程序開發(fā)中,論文分析了幀間差分法和背景差法的優(yōu)缺點,并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了兩種算法的融合,完成了在視頻采集的同時實現(xiàn)對運動物體的檢測。系統(tǒng)的PC視頻接收端應(yīng)用程序使用C#語言編寫,程序開發(fā)中使用了網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù),在Windows操作系統(tǒng)下實現(xiàn)了視頻接收、錄像及錄像播放功能。 實驗結(jié)果表明,論文設(shè)計圓滿地完成了功能要求,對基于嵌入式平臺的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計具有很大的參考價值。
標簽: ARM 無線智能 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-11
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隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展,ARM處理器以其獨特的優(yōu)勢在計算機、電子和通信的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和視頻監(jiān)控技術(shù)相融合,在更大程度上促進了家庭生活的信息化和自動化。系統(tǒng)采用先進的ARM處理器作為控制平臺,與使用C51單片機相比,提高了性能,縮短了開發(fā)周期;與使用傳統(tǒng)的PC機相比,兼顧了系統(tǒng)功能,又節(jié)約了成本,在家庭自動化領(lǐng)域具有較好的理論價值和廣闊的應(yīng)用前景。 本文在分析國內(nèi)外家庭自動化發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,采用先進的ARM技術(shù),給出了多模式網(wǎng)絡(luò)通信方案,解決了家庭自動化系統(tǒng)對不同通信網(wǎng)絡(luò)的兼容性問題,在公用電話網(wǎng)語音通信中,提出了通信狀態(tài)機模型,討論了電話按鍵檢測和超時無選擇的問題,對語音處理技術(shù)的實現(xiàn)進行了研究;在無線網(wǎng)絡(luò)通信中,通過短消息的發(fā)送和接收,實現(xiàn)了遠程用戶和系統(tǒng)之間的信號傳輸,對系統(tǒng)無線GPRS通信的實現(xiàn)進行了技術(shù)研究;在遠程圖像監(jiān)控的實現(xiàn)中,給出了單幀圖像采集的實現(xiàn)方法,對C/S模式下遠程監(jiān)控技術(shù)進行了研究;為實現(xiàn)系統(tǒng)與終端之間的信號傳輸,給出了家庭內(nèi)部控制網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計方案,實現(xiàn)了家電設(shè)備控制和自動報警功能,在系統(tǒng)安全問題方面,給出了系統(tǒng)身份認證的實現(xiàn)方法。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了一個低成本、高性能、高可靠性的家庭自動化系統(tǒng)。
標簽: ARM 家 自動化系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-21
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現(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,使得圖像處理方面的研究與應(yīng)用,尤其是實時圖像處理引起了更廣泛的關(guān)注。近年來,隨著嵌入式和DSP技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)字信號處理領(lǐng)域的理論研究成果被逐漸應(yīng)用到實際系統(tǒng)中,從而推動了新理論的產(chǎn)生和應(yīng)用,對圖像處理等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展起到了十分重要的作用。可見,研究如何將ARM和DSP雙處理器結(jié)構(gòu)應(yīng)用于實時圖像處理系統(tǒng)的新方法有著非常重要的理論價值和應(yīng)用價值。本文主要研究內(nèi)容如下: 1.分析了實時圖像處理領(lǐng)域的最新發(fā)展,得出了以ARM和DSP分別作為實時圖像處理系統(tǒng)核心的優(yōu)勢和劣勢,結(jié)合本課題實時性,高效性和便攜性的特點,設(shè)計一個以ARM+DSP雙處理器為核心的通用實時圖像處理系統(tǒng),并通過增加或裁剪可以廣泛應(yīng)用于圖像處理和圖像識別領(lǐng)域。 2.掌紋識別技術(shù)是繼指紋識別和虹膜識別后人體生物特征識別領(lǐng)域中最新的研究方向,正處在不斷的研究和探索階段。在論文中,介紹了以ARM+DSP雙處理器為核心的通用實時圖像處理系統(tǒng)和掌紋識別技術(shù)相融合的實例,構(gòu)成最基本的脫機掌紋識別系統(tǒng),給出了系統(tǒng)的組成和運行的基本流程,實現(xiàn)最基本的識別功能,降低成本,提升實時掌紋識別系統(tǒng)的性能。 3.具體設(shè)計中,在對兩種系統(tǒng)組成方案經(jīng)過比較后,選擇了基于TI公司的TMS320VC5470雙核處理器為核心,根據(jù)TMS320VC5470芯片的特點,對系統(tǒng)平臺的硬件原理進行設(shè)計,擴充了進行研究所需的片外RAM,ROM(Flash),人機接口電路,外圍接口電路,仿真接口JTAG等。隨后根據(jù)原理圖所需器件,選擇相對應(yīng)的封裝形式,設(shè)計8層印刷電路板,對BGA封裝形式芯片的扇出方式,布線規(guī)則以及高速數(shù)字電路與高速PCB設(shè)計中涉及的信號完整性問題予以重點研究,較好解決了高密度BGA封裝集成電路的布線及其電磁兼容性問題。除此之外,在軟件設(shè)計方面,討論了針對TMS320VC5470系統(tǒng)脫離主機開發(fā)環(huán)境成為獨立系統(tǒng)時雙核Bootload的實現(xiàn)、雙核間通訊及程序固化到FLASH中的方法。 本文所做的創(chuàng)新工作是將ARM和DSP有效的相結(jié)合,使他們在實時圖像處理系統(tǒng)中發(fā)揮各自的優(yōu)勢,克服自身的劣勢,提升了實時圖像處理系統(tǒng)的性能,縮小了體積,節(jié)約了成本;并基于上述研究成果,將該ARM+DSP實時圖像處理系統(tǒng)和最新的掌紋識別的原理相結(jié)合,構(gòu)成了手持式掌紋識別系統(tǒng),對于實時掌紋識別技術(shù)的研究有著非常重要意義。
標簽: ARMDSP 實時圖像 處理系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-31
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作為一種全數(shù)字化的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)場總線以其可控性強、可靠性高、開放性好等優(yōu)點。在實際應(yīng)用中常常需要在不同種類的現(xiàn)場總線間進行數(shù)據(jù)通信以及用戶需要對不同種類的現(xiàn)場總線設(shè)備進行操作和控制。同時,工業(yè)測控系統(tǒng)在控制層采用現(xiàn)場總線技術(shù),而在管理層采用以太網(wǎng)構(gòu)成的企業(yè)信息網(wǎng)
標簽: ARMVxWorks BSP 現(xiàn)場總線 網(wǎng)關(guān)
上傳時間: 2013-05-25
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隨著計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、微電子技術(shù)技術(shù)的不斷融合,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展。本文以嵌入式系統(tǒng)開發(fā)為背景,研究基于ARM和μC/OS-II的嵌入式系統(tǒng)及其在加密解密模塊中的應(yīng)用。 本文在介紹了嵌入式系統(tǒng)和硬件實現(xiàn)Rijndael算法的研究現(xiàn)狀之后,簡要概述了Rijndael加密算法的結(jié)構(gòu)、輪變換、密鑰擴展和該加密模塊選用Rijndael算法的原因以及ARM系列微處理器選型和S3C44BOX芯片體系結(jié)構(gòu)、開發(fā)板平臺的選擇和板上主體硬件電路等相關(guān)內(nèi)容。 在深入地研究了Rijndael加密算法之后以及根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的一般要求,本文設(shè)計了一個基于ARM和μC/OS-II的嵌入式加密模塊。該加密模塊采用了32位高性能ARM微處理器S3C44BOX為硬件核心,并以嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II為軟件平臺,在ARM ADS1.2環(huán)境下進行系統(tǒng)軟件開發(fā)。該加密模塊充分地利用了ARM微處理器性能高、功耗低和成本低的優(yōu)勢以及發(fā)揮了μC/OS-II可移植性好、穩(wěn)定性和可靠性高的優(yōu)點。 本文重點論述了嵌入式加密模塊BootLoader文件的裝載、I/O端口初始化、基于S3C44BOX微處理器的μC/OS-II移植及應(yīng)用軟件部分中任務(wù)和模塊的流程設(shè)計。在該加密模塊應(yīng)用軟件設(shè)計部分中,對各個任務(wù)的創(chuàng)建、定義、優(yōu)先級設(shè)置和事件的定義、對文件的操作進行了設(shè)計,并且按照系統(tǒng)軟件設(shè)計的流程描述了模塊所有任務(wù)和部分子模塊的功能。
標簽: ARM COS 嵌入式 加密系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-24
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本文首先在介紹多用戶檢測技術(shù)的原理以及系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上,對比分析了幾種多用戶檢測算法的性能,給出了算法選擇的依據(jù)。為了同時克服多址干擾和多徑干擾,給出了融合多用戶檢測與分集合并技術(shù)的接收機結(jié)構(gòu)。 接著,針對WCDMA反向鏈路信道結(jié)構(gòu),介紹了擴頻使用的OVSF碼和擾碼,分析了擾碼的延時自相關(guān)特性和互相關(guān)特性,指出了存在多址干擾和多徑干擾的根源。在此基礎(chǔ)上,給出了解相關(guān)檢測器的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)和結(jié)構(gòu)框圖,并仿真研究了用戶數(shù)、擴頻比、信道估計精度等參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。 常規(guī)的干擾抵消是基于chip級上的抵消,需要對用戶信號重構(gòu),因此具有較高的復(fù)雜度。在解相關(guān)檢測器的基礎(chǔ)上,衍生出符號級上的干擾抵消。通過仿真,給出了算法中涉及的干擾抑制控制權(quán)值、干擾抵消級數(shù)等參數(shù)的最佳取值,并進行了算法性能比較。仿真結(jié)果驗證了該算法的有效性。 最后,介紹了WCDMA系統(tǒng)移動臺解復(fù)用技術(shù)的硬件實現(xiàn),在FPGA平臺上分別實現(xiàn)了與基站和安捷倫8960儀表的互聯(lián)互通。
上傳時間: 2013-07-29
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