隨著無線通信技術的不斷發展和社會需求的日益增長,對通信系統的傳輸質量和容量的要求也越來越大?,F代通信系統為了追求更高的數據速率和頻譜效率,更趨向于采用非恒定包絡的調制方式,而非恒定包絡調制方式對功率放大器的非線性非常敏感,加上現代通信系統對功率放大器的效率提出了更高的要求,以及功率放大器本身有限的線性度,這就使功率放大器線性化技術成為無線通信系統的關鍵技術之一。 本文對功率放大器的線性化技術進行了系統的研究。首先,介紹功率放大器的非線性特性、記憶效應產生原理和常見的各種線性化技術,重點研究了目前流行的自適應數字預失真技術原理。其次,介紹了功率放大器的無記憶模型和有記憶模型,以及兩種實用的預失真實現方法--查表法和多項式法,在此基礎上重點研究了基于QRD_RLS自適應算法的記憶多項式法預失真技術,對該算法進行了Matlab仿真分析,為后面的FPGA實現奠定基礎。最后,確定了數字預失真實現的架構,介紹了與QRD_RLS算法實現相關的CORDIC技術、復數Givens旋轉及Systolic陣等原理,詳細闡述了基于CORDIC技術的復數QRD_RLS算法的Systolic實現,從而在FPGA上實現了數字預失真。 在軟件無線電思想的指導下,本文利用System generator軟件完成了基于QRD_RLS算法的記憶多項式法的數字預失真的FPGA設計,并且在硬件平臺上檢驗了預失真效果。
上傳時間: 2013-04-24
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現代社會對各種無線通信業務的需求迅猛增長,這就要求無線通信在具有較高傳輸質量的同時,還必須具有較大的傳輸容量。這種需求要求在無線通信中必須采用效率較高的線性調制方式,以提高有限頻帶帶寬的數據速率和頻譜利用率,而效率較高的調制方式通常會對發端發射機的線性要求較高,這就使功率放大器線性化技術成為下一代無線通信系統的關鍵技術之一。 在本文中,研究了前人所提出的各種功放線性化技術,如功率回退法、正負反饋法、預失真和非線性器件法等等,針對功率放大器對信號的失真放大問題進行研究,對比和研究了目前廣泛流行的自適應數字預失真算法。在一般的自適應數字預失真算法中,主要有兩類:無記憶非線性預失真和有記憶非線性預失真。無記憶非線性預失真主要是通過比較功率放大器的反饋信號和已知輸入信號的幅度和相位的誤差來估計預失真器的各種修正參數。而有記憶非線性預失真主要是綜合考慮功率放大器非線性和記憶性對信號的污染,需要同時分析信號的當前狀態和歷史狀態。在對比完兩種數字預失真算法之后,文章著重分析了有記憶預失真算法,選擇了其中的多項式預失真算法進行了具體分析推演,并通過軟件無線電的方法將數字信號處理與FPGA結合起來,在內嵌了System generator軟件的Matlab/Simulink上對該算法進行仿真分析,證明了這個算法的性能和有效性。 本文另外一個最重要的創新點在于,在FPGA設計上,使用了系統級設計的思路,與Xilinx公司提供的軟件能夠很好的配合,在完成仿真后能夠直接將代碼轉換成FPGA的網表文件或者硬件描述語言,大大簡化了開發過程,縮短了系統的開發周期。
上傳時間: 2013-06-20
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隨著電子技術和計算機技術的飛速發展,視頻圖像處理技術近年來得到極大的重視和長足的發展,其應用范圍主要包括數字廣播、消費類電子、視頻監控、醫學成像及文檔影像處理等領域。當前視頻圖像處理主要問題是當處理的數據量很大時,處理速度慢,執行效率低。而且視頻算法的軟件和硬件仿真和驗證的靈活性低。 本論文首先根據視頻信號的處理過程和典型視頻圖像處理系統的構成提出了基于FPGA的視頻圖像處理系統總體框圖;其次選擇視頻轉換芯片SAA7113,完成視頻圖像采集模塊的設計,主要分三步完成:1)配置視頻轉換芯片的工作模式,完成視頻轉化芯片SAA7113的初始化:2)通過分析輸出數據流的格式標準,來識別奇偶場信號、場消隱信號和有效行數據的開始和結束信號三種控制信號,并根據控制信號,用Verilog硬件描述語言編程實現圖像數據的采集;3)分析SRAM的讀寫控制時序,采用兩塊SRAM完成圖像數據的存儲。然后編寫軟件測試文件,在ISE Simulator仿真環境進行程序測試與運行,并分析仿真結果,驗證了數據采集和存儲的正確性;最后,對常用視頻圖像算法的MATLAB仿真,選擇適當的算子,采用工具MATLAB、System generator for DSP和ISE,利用模塊構建方式,搭建視頻算法平臺,實現圖像平滑濾波、銳化濾波算法,在Simulink中仿真并自動生成硬件描述語言和網表,對資源的消耗做簡要分析。 本論文的創新點是采用新的開發環境System generator for DSP實現視頻圖像算法。這種開發視頻圖像算法的方式靈活性強、設計周期短、驗證方便、是視頻圖像處理發展的必然趨勢。
上傳時間: 2013-05-20
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隨著計算機技術和通信技術的迅速發展,數字視頻在信息社會中發揮著越來越重要的作用,視頻傳輸系統已經被廣泛應用于交通管理、工業監控、廣播電視、銀行、商場等多個領域。同時,FPGA單片規模的不斷擴大,在FPGA芯片內部實現復雜的數字信號處理系統也成為現實,因此采用FPGA實現視頻壓縮和傳輸已成為一種最佳選擇。 本文將視頻壓縮技術和光纖傳輸技術相結合,設計了一種基于無損壓縮算法的多路數字視頻光纖傳輸系統,系統利用時分復用和無損壓縮技術,采用串行數字視頻傳輸的方式,可在一根光纖中同時傳輸8路以上視頻信號。系統在總體設計時,確定了基于FPGA的設計方案,采用ADI公司的AD9280和AD9708芯片實現A/D轉換和D/A轉換,在FPGA里實現系統的時分復用/解復用、視頻數據壓縮/解壓縮和線路碼編解碼,利用光收發一體模塊實現電光轉換和光電轉換。視頻壓縮采用LZW無損壓縮算法,用Verilog語言設計了壓縮模塊和解壓縮模塊,利用Xilinx公司的IP核生成工具Core generator生成FIFO來緩存壓縮/解壓縮單元的輸入輸出數據,光纖線路碼采用CIMT碼,設計了編解碼模塊,解碼過程中,利用數字鎖相環來實現發射與接收的幀同步,在ISE8.2和Modelsim仿真環境下對FPGA模塊進行了功能仿真和時序仿真,并在Spartan-3E開發板和視頻擴展板上完成了系統的硬件調試與驗證工作,實驗證明,系統工作穩定,圖像清晰,實時傳輸效果好,可用于交通、安防、工業監控等多個領域。 本文將視頻壓縮和線路碼編解碼在FPGA里實現,利用FPGA的并行處理優勢,大大提高了系統的處理速度,使系統具有集成度高、靈活性強、調試方便、抗干擾能力強、易于升級等特點。
上傳時間: 2013-06-27
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隨著國民經濟的發展和社會的進步,人們越來越需要便捷的交通工具,從而促進了汽車工業的發展,同時汽車發動機檢測維修等相關行業也發展起來。在汽車發動機檢測維修中,發動機電腦(Electronic Control.Unit-ECU)檢測維修是其中最關鍵的部分。發動機電腦根據發動機的曲軸或凸輪軸傳感器信號控制發動機的噴油、點火和排氣。所以,維修發動機電腦時,必須對其施加正確的信號。目前,許多發動機的曲軸和凸輪軸傳感器信號已不再是正弦波和方波等傳統信號,而是多種復雜波形信號。為了能夠提供這種信號,本文研究并設計了一種能夠產生復雜波形的低成本任意波形發生器(Arbitrary Waveform generator-AWG)。 本文提出的任意波形發生器依據直接數字頻率合成(Direct Digial FrequencySynthesis-DDFS)原理,采用自行設計現場可編程門陣列(FPGA)的方案實現頻率合成,擴展數據存儲器存儲波形的量化幅值(波形數據),在微控制單元(MCU)的控制與協調下輸出頻率和相位均可調的信號。 任意波形發生器主要由用戶控制界面、DDFS模塊、放大及濾波、微控制器系統和電源模塊五部分組成。在設計中采用FPGA芯片EPF10K10QC208-4實現DDFS的硬件算法。波形調整及濾波由兩級放大電路來完成:第一級對D/A輸出信號進行調整;第二級完成信號濾波及信號幅值和偏移量的調節。電源模塊利用三端集成穩壓器進行電壓值變換,利用極性轉換芯片ICL7660實現正負極性轉換。 該任意波形發生器與通用模擬信號源相比具有:輸出頻率誤差小,分辨率高,可產生任意波形,成本低,體積小,使用方便,工作穩定等優點,十分適合汽車維修行業使用,具有較好的市場前景。
上傳時間: 2013-05-28
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近幾年,微波遙感的運用越來越廣泛,并根據應用范圍的不同,對信號源的要求也各有不同,尤其是信號的波形、工作頻率和帶寬等參數,更是對探測效果起著關鍵作用。本文介紹一個任意波形信號發生器系統的
標簽: Development generator Waveform Signal
上傳時間: 2013-07-20
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SystemView的庫資源十分豐富,包括含若干圖標的基本庫(Main Library)及專業庫(Optional Library),基本庫中包括多種信號源、接收器、加法器、乘法器,各種函數運算器等;專業庫有通訊(Communication)、邏輯(Logic)、數字信號處理(DSP)、射頻/模擬(RF/Analog)等;它們特別適合于現代通信系統的設計、仿真和方案論證,尤其適合于無線電話、無繩電話、尋呼機、調制解調器、衛星通訊等通信系統;并可進行各種系統時域和頻域分析、譜分析,及對各種邏輯電路、射頻/模擬電路(混合器、放大器、RLC電路、運放電路等)進行理論分析和失真分析。 System View能自動執行系統連接檢查,給出連接錯誤信息或尚懸空的待連接端信息,通知用戶連接出錯并通過顯示指出出錯的圖標。這個特點對用戶系統的診斷是十分有效的。 System View的另一重要特點是它可以從各種不同角度、以不同方式,按要求設計多種濾波器,并可自動完成濾波器各指標—如幅頻特性(伯特圖)、傳遞函數、根軌跡圖等之間的轉換。 在系統設計和仿真分析方面,System View還提供了一個真實而靈活的窗口用以檢查、分析系統波形。在窗口內,可以通過鼠標方便地控制內部數據的圖形放大、縮小、滾動等。另外,分析窗中還帶有一個功能強大的“接收計算器”,可以完成對仿真運行結果的各種運算、譜分析、濾波。 System View還具有與外部文件的接口,可直接獲得并處理輸入/輸出數據。提供了與編程語言VC++或仿真工具Matlab的接口,可以很方便的調用其函數。還具備與硬件設計的接口:與Xilinx公司的軟件Core generator配套,可以將System View系統中的部分器件生成下載FPGA芯片所需的數據文件;另外,System View還有與DSP芯片設計的接口,可以將其DSP庫中的部分器件生成DSP芯片編程的C語言源代碼。
標簽: SYSTEMVIEW 教材
上傳時間: 2013-04-24
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雙基地合成孔徑雷達(簡稱雙基地SAR或Bistatic SAR)是一種新的成像雷達,也是當今SAR技術的一個發展方向,在軍用及民用領域都具有良好的應用前景,近年來成為研究的熱點。本文則側重于研究雙基地SAR的距離一多普勒(R-D)成像算法的實現。 在雙基地SAR系統及成像算法的研究方面,推導了雙基地SAR的系統分辨特性及雷達方程,分析了主要系統參數之間的約束關系。針對正側視機載雙基地SAR系統,本文對距離一多普勒算法進行了推廣。最后得到點目標的仿真結果。 在成像算法的FPGA實現上,在System generator環境下對算法進行定點仿真。完成距離一多普勒成像算法的硬件實現,其中包括了FFT快速傅立葉變換、硬件乘法器、:Rocket I/O接口設計、DCM數字時鐘管理等主要部分。針對硬件實現的特點,對算法的部分運算進行了簡化。 為了對算法實現進行驗證,設計開發了該算法的硬件測試平臺。主要基于ML310評估板上XC2VP30芯片中嵌入的Power PC 405,完成其硬件部分的設計,主要包括了Aurora協議接口、RS-232串行接口、DDR RAM接口以及其它如中斷、時鐘等部分。
上傳時間: 2013-07-26
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隨著國民經濟的發展和社會的進步,人們越來越需要便捷的交通工具,從而促進了汽車工業的發展,同時汽車發動機檢測維修等相關行業也發展起來。在汽車發動機檢測維修中,發動機電腦(Electronic Control.Unit-ECU)檢測維修是其中最關鍵的部分。發動機電腦根據發動機的曲軸或凸輪軸傳感器信號控制發動機的噴油、點火和排氣。所以,維修發動機電腦時,必須對其施加正確的信號。目前,許多發動機的曲軸和凸輪軸傳感器信號已不再是正弦波和方波等傳統信號,而是多種復雜波形信號。為了能夠提供這種信號,本文研究并設計了一種能夠產生復雜波形的低成本任意波形發生器(Arbitrary Waveform generator-AWG)。 本文提出的任意波形發生器依據直接數字頻率合成(Direct Digial FrequencySynthesis-DDFS)原理,采用自行設計現場可編程門陣列(FPGA)的方案實現頻率合成,擴展數據存儲器存儲波形的量化幅值(波形數據),在微控制單元(MCU)的控制與協調下輸出頻率和相位均可調的信號。 任意波形發生器主要由用戶控制界面、DDFS模塊、放大及濾波、微控制器系統和電源模塊五部分組成。在設計中采用FPGA芯片EPF10K10QC208-4實現DDFS的硬件算法。波形調整及濾波由兩級放大電路來完成:第一級對D/A輸出信號進行調整;第二級完成信號濾波及信號幅值和偏移量的調節。電源模塊利用三端集成穩壓器進行電壓值變換,利用極性轉換芯片ICL7660實現正負極性轉換。 該任意波形發生器與通用模擬信號源相比具有:輸出頻率誤差小,分辨率高,可產生任意波形,成本低,體積小,使用方便,工作穩定等優點,十分適合汽車維修行業使用,具有較好的市場前景。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術和通信技術的迅速發展,數字視頻在信息社會中發揮著越來越重要的作用,視頻傳輸系統已經被廣泛應用于交通管理、工業監控、廣播電視、銀行、商場等多個領域。同時,FPGA單片規模的不斷擴大,在FPGA芯片內部實現復雜的數字信號處理系統也成為現實,因此采用FPGA實現視頻壓縮和傳輸已成為一種最佳選擇。 本文將視頻壓縮技術和光纖傳輸技術相結合,設計了一種基于無損壓縮算法的多路數字視頻光纖傳輸系統,系統利用時分復用和無損壓縮技術,采用串行數字視頻傳輸的方式,可在一根光纖中同時傳輸8路以上視頻信號。系統在總體設計時,確定了基于FPGA的設計方案,采用ADI公司的AD9280和AD9708芯片實現A/D轉換和D/A轉換,在FPGA里實現系統的時分復用/解復用、視頻數據壓縮/解壓縮和線路碼編解碼,利用光收發一體模塊實現電光轉換和光電轉換。視頻壓縮采用LZW無損壓縮算法,用Verilog語言設計了壓縮模塊和解壓縮模塊,利用Xilinx公司的IP核生成工具Core generator生成FIFO來緩存壓縮/解壓縮單元的輸入輸出數據,光纖線路碼采用CIMT碼,設計了編解碼模塊,解碼過程中,利用數字鎖相環來實現發射與接收的幀同步,在ISE8.2和Modelsim仿真環境下對FPGA模塊進行了功能仿真和時序仿真,并在Spartan-3E開發板和視頻擴展板上完成了系統的硬件調試與驗證工作,實驗證明,系統工作穩定,圖像清晰,實時傳輸效果好,可用于交通、安防、工業監控等多個領域。 本文將視頻壓縮和線路碼編解碼在FPGA里實現,利用FPGA的并行處理優勢,大大提高了系統的處理速度,使系統具有集成度高、靈活性強、調試方便、抗干擾能力強、易于升級等特點。
上傳時間: 2013-04-24
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