普通GPS接收机在特殊环境下,如在高楼林立的城市中心,林木遮挡的森林公路,特别是在隧道和室内环境的情况下,由于卫星信号非常微弱,载噪比(Carrier Noise Ratio,C/No)通常都在34dB-Hz以下,很难有效捕获到卫星信号,导致无法正常定位。恶劣条件下的定位有广阔的发展和应用前景,特别是在交通事故、火灾和地震等极端环境下,快速准确定位当事者所处位置对于降低事态损失和营救受伤者是极为重要的。欧美和日本等发达国家也都制定了相应的提高恶劣条件下高灵敏度定位能力的发展政策。而高灵敏度GPS接收机定位的关键在于GPS微弱信号的处理。 本课题的主要研究内容是针对GPS微弱信号改进处理方法。针对传统GPS接收机信号捕获中的串行搜索方法提出了基于批处理的微弱信号捕获方法,来提高低信噪比情况下微弱信号的捕获能力,实现快速高灵敏度的准确捕获;针对捕获微弱信号处理大量数据导致的运算量激增,运用双块零拓展(Double Block Zero Padding,DBZP)处理方法减少运算量同时缩短捕获时间。针对传统GPS接收机延迟锁相环跟踪算法提出了基于卡尔曼滤波的新型捕获算法,减小延迟锁相环失锁造成的信号跟踪丢失概率,来提高恶劣环境下低信噪比信号的跟踪能力,实现微弱信号的连续可靠跟踪。通过提高GPS微弱信号的捕获与跟踪能力,进而使GPS接收机在恶劣环境下卫星信号微弱时能够实现较好的定位与导航。 通过拟合GPS接收机实际接收到的原始数据,构造出不同载噪比的数字信号,分别对提出的针对微弱信号的捕获与跟踪算法进行仿真比较验证,结果表明,对接收机后端信号处理部分作出的算法改进使得GPS接收机可以更好的处理微弱信号,并且具有较高的灵敏度和精度。文章同时针对提出的数据处理特征使用FPGA技术对算法主要的数据处理部分进行了初步的构架实现并进行了板级验证,结果表明,利用FPGA技术可以较好的实现算法的数据处理功能。文章最后给出了结论,通过提出的基于批处理和基于DBZP方法的捕获算法以及基于卡尔曼滤波的信号跟踪算法,可以有效地解决微弱GPS信号处理的难题,进而实现微弱信号环境下的定位与导航。
上传时间: 2013-04-24
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当今的船用导航雷达具有数字化、多功能、高性能、多接口、网络化。同时要求具有高可靠性、高集成度、低成本,信号处理单元的小型化,产品更新周期短。要同时满足上述需求,高集成度的器件应用是必须的。同时开发周期要短,需求软件的可移植性要强,并且是模块化设计,现场可编程门阵列器件(FPGA)已经成为设计首选。 现场可编程门阵列是基于通过可编程互联连接的可配置逻辑块(CLB)矩阵的可编程半导体器件。与为特殊设计而定制的专用集成电路(ASIC)相对,FPGA可以针对所需的应用或功能要求进行编程。虽然具有一次性可编程(OTP)FPGA,但是主要是基于SRAM的,其可随着设计的演化进行重编程。CLB是FPGA内的基本逻辑单元。实际数量和特性会依器件的不同而不同,但是每个CLB都包含一个由4或6个输入、一些选型电路(多路复用器等)和触发器组成的可配置开关矩阵。开关矩阵是高度灵活的,可以进行配置以便处理组合逻辑、移位寄存器或RAM。当今的FPGA已经远远超出了先前版本的基本性能,并且整合了常用功能(如RAM、时钟管理和:DSP)的硬(ASIC型)块。由于具有可编程特性,所以FPGA是众多市场的理想之选。它高集成度,以及用于设计的强大软件平台、IP核、在线升级可满足需求。 本文介绍了基于FPGA实现船用导航雷达数字信号处理的设计,这是一个具体的、已经完成并进行小批量生产的产品,对指导实践具有一定意义。
上传时间: 2013-04-24
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基于FPGA的GPS中频信号捕获算法及其采样器实现
上传时间: 2013-07-02
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基于FPGA的UHF多协议RFID基带信号处理
上传时间: 2013-07-18
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介绍了一种运用FPGA开发软件Quartus II设计的数字频率计。该数字频率计的1 Hz~1 MHz输入被测脉冲信号具有频率测量、周期测量、脉宽测量和占空比测量等多种用途,其测试结果由3 只七段数码
上传时间: 2013-05-22
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随着印制电路板功能的日益增强,结构日趋复杂,系统中各个功能单元之间的连线间距越来越细密,基于探针的电路系统测试方法已经很难满足现在的测试需要。边界扫描测试(BST)技术通过将边界扫描寄存器单元安插在集成电路内部的每个引脚上,相当于设置了施加激励和观测响应的内建虚拟探头,通过该技术可以大大的提高数字系统的可观测性和可控性,降低测试难度。针对这种测试需求,本文给出了基于FPGA的边界扫描控制器设计方法。 完整的边界扫描测试系统主要由测试控制部分和目标器件构成,其中测试控制部分由测试图形、数据的生成与分析及边界扫描控制器两部分构成。而边界扫描控制器是整个系统的核心,它主要实现JTAG协议的自动转换,产生符合IEEE标准的边界扫描测试总线信号,而边界扫描测试系统工作性能主要取决与边界扫描控制器的工作效率。因此,设计一个能够快速、准确的完成JTAG协议转换,并且具有通用性的边界扫描控制器是本文的主要研究工作。 本文首先从边界扫描技术的基本原理入手,分析边界扫描测试的物理基础、边界扫描的测试指令及与可测性设计相关的标准,提出了边界扫描控制器的总体设计方案。其次,采用模块化设计思想、VHDL语言描述来完成要实现的边界扫描控制器的硬件设计。然后,利用自顶向下的验证方法,在对控制器内功能模块进行基于Testbench验证的基础上,利用嵌入式系统的设计思想,将所设计的边界扫描控制器集成到SOPC中,构成了基于SOPC的边界扫描测试系统。并且对SOPC系统进行软硬件协同仿真,实现对边界扫描控制器的功能验证后将其应用到实际的测试电路当中。最后,在基于SignalTapⅡ硬件调试的基础上,软硬件结合对整个系统可行性进行了测试。从测试结果看,达到了预期的设计目标,该边界扫描控制器的设计方案是正确可行的。 本文设计的边界扫描控制器具有自主知识产权,可以与其他处理器结合构成完整的边界扫描测试系统,并且为SOPC系统提供了一个很有实用价值的组件,具有很明显的现实意义。
上传时间: 2013-07-20
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光栅计量技术在工业计量领域得到了飞速发展,其中光栅传感器在线位移和角位移测量中得到广泛应用。对光栅信号进行处理有很多方法,如传统电路、单片机或者现场可编程门阵列(FPGA)等。随着电子技术的不断发展,光栅信号处理电...
上传时间: 2013-04-24
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随着我国国民经济的快速增长和对内对外贸易量的不断增大,海上交通运输更加繁盛。雷达信号处理技术是航海雷达探测海上目标的关键技术,它对安全和高效率的海上运输起到至关重要的作用。雷达信号预处理系统主要负责对雷达...
上传时间: 2013-04-24
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针对当前市场上流行的高性能三相信号发生器价格昂贵,性价比低的问题。本课题开发了一种输出精度较高,价格低廉的三相六路信号发生器。其中三路输出为电压信号,另外三路输出为电流信号,从而模拟三相交流电,应用于仪器的校...
上传时间: 2013-05-19
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介绍一种脉冲涡流无损检测系统所使用的多波形专用PWM 信号发生器的设计。该信号发生器以单片机为核心控制单元,通过对外围芯片的控制来实现对输出波形的频率、电压幅值、占空比的连续调节,并能对运行信
上传时间: 2013-04-24
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