最新的研究进展是OFDM的出现,并且在2000年出现了第一个采用此技术的无线标准(HYPERLAN-Ⅱ)。由于它与TDMA及CDMA相比能处理更高数据速率,因此可以预想在第四代系统中也将使用此技术。 宽带应用和高速率数据传输是OFDM调制/多址技术通信系统的重要特征之一。作者通过参与国家863计划项目“OFDM通信系统”一年以来的研发工作,对OFDM通信系统及相关技术有了深入的理解,积累了大量实际经验,并在相关工作中取得了部分研究成果。 另一方面,关于宽带自适应均衡技术的研究在近年来也引起了广泛的关注。它是补偿信道畸变的重要的技术之一。作者通过参与该项目FPGA部分的开发与调试工作,基于单片FPGA实现了均衡部分;此外,作者在频域自适应均衡算法方面也取得了一些理论成果。 本文的主体部分就是根据上述工作的内容展开的。 首先介绍了本课题相关技术的发展情况,主要包括:OFDM系统的技术原理、技术优势、历史和现状,均衡技术的特点和发展等。末尾叙述了本课题的来源和研究意义,并简介了作者的主要工作和贡献。确定将WSSUS分布和瑞利衰落作为本文研究的信道模型。主要分析了常用的时域均衡器,均是单载波非扩频数字调制中常用到的均衡器和均衡算法,为接下来的进一步研究作理论参考。 接着,论述了均衡必须用到的信道估计技术。重点就该方案的核心算法(频域均衡算法)进行了数学上进行了较深入的研究,建立系统模型,并据此推导了三种频域均衡的算法:频域消除HICI,Gauss-Seidel迭代算法,频域线性内插。采用WSSUS信道模型进行了计算机仿真,得出了采用这些均衡算法在不同条件下的性能曲线。并且系统地、有重点地对该方案的原理和实质进行了较深入的讨论。归纳比较了各种算法的算法复杂度和能达到的性能,并且结合信道纠错编解码进行了细致的分析。进一步尝试设计了无线局域网OFDM系统的设计,采用典型的欧洲Hyperlan2系统为例,把研究成果引入到实际的整个系统中来看。结合具体的系统指出了该均衡算法在抗衰落和相位偏移方面的应用。 最后,描述了利用Xilinx的xc2v3000-4FG676型号芯片针对OFDM系统实现频域自适应均衡的方法,主要给出了设计方法、时序仿真结果和处理速度估值等;并结合最新的FPGA发展动态和特点,对基于FPGA实现其他均衡算法的升级空间进行了讨论。 本文的结束语中,对作者在本文中所作贡献进行了总结,并指出了仍有待深入研究的几个问题。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:
偏振模色散(PMD)是限制光通信系统向高速率和大容量扩展的主要障碍,尤其是160Gb/s光传输系统中,由PMD引起的脉冲畸变现象更加严重。为了克服PMD带来的危害,国内外已经开始了对PMD补偿的研究。但是目前的补偿系统复杂、成本高且补偿效果不理想,因此采用前向纠错(FEC)和偏振扰偏器配合抑制PMD的方法,可以实现低成本的PMD补偿。 在实验中将扰偏器连入光时分复用系统,通过观察其工作前后的脉冲波形,发现扰偏器的应用改善了系统的性能。随着系统速率的提高,对扰偏器速率的要求也随之提高,目前市场上扰偏器的速率无法满足160Gb/s光传输系统要求。通过对偏振扰偏器原理的分析,决定采用高速控制电路驱动偏振控制器的方法来实现高速扰偏器的设计。扰偏器采用铌酸锂偏振控制器,其响应时间小于100ns,是目前偏振控制器能够达到的最高速率,但是将其用于160Gb/s高速光通信系统扰偏时,这个速率仍然偏低,因此,提出采用多段铌酸锂晶体并行扰偏的方法,弥补铌酸锂偏振控制器速率低的问题。通过对几种处理器的分析和比较,选择DSP+FPGA作为控制端,DSP芯片用于产生随机数据,FPGA芯片具有丰富的I/O引脚,工作频率高,可以实现大量数据的快速并行输出。这样的方案可以充分发挥DSP和FPGA各自的优势。另外对数模转换芯片也要求响应速度快,本论文以FPGA为核心,完成了FPGA与其它芯片的接口电路设计。在QuartusⅡ集成环境中进行FPGA的开发,使用VHDL语言和原理图输入法进行电路设计。 本文设计的偏振扰偏器在高速控制电路的驱动下,可以实现大量的数据处理,采用多段铌酸锂晶体并行工作的方法,可以提高偏振扰偏器的速率。利用本方案制作的扰偏器具有高扰偏速率,适合应用于160Gb/s光通信系统中进行PMD补偿。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:suxuan110425
在比较常用串口通信实现形式的利弊基础上,针对某厂轮胎里程试验机监控系统的特点,设计并实现了串口通信动态链接库(DLL),详细介绍了多线程理论、重叠I/O方式,给出了程序流程图,对一些关键代码进行了说明
上传时间: 2013-07-19
上传用户:songnanhua
51单片机动态LED显示电路编程实例:上一节我们讲述了单只LED与单片机的接口电路及编程实例,目的在于让初学者了解LED在单片机中的应用原理,单只LED显示在实际应用中并无多大用途,一般都是多位
上传时间: 2013-05-16
上传用户:shangdafreya
在温差电偶实验中,要保持冷端温度恒定,通常是将其冷端置于冰水混和物中。这种方法需要制冰,实验准备复杂,且效果也不很理想。对实验进行改进,制作一台冷端温度补偿器,用其取代冰水混和物。实践证明,补偿器工作
上传时间: 2013-05-27
上传用户:hongmo
可编程逻辑芯片特别是现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片的快速发展,使得新的芯片能够根据具体应用动态地调整结构以获得更好的性能,这类芯片称为动态可重构FPGA芯片(Dynamically ReconfigurableFPGA,DRFPGA)。然而,使用这类芯片构建的可重构系统在实际应用前还有许多问题需要解决。一个基本的问题就是动态可重构FPGA芯片中的可重构功能单元(Reconfigurable Functional Unit,RFU)的模块布局问题和模块间的布线问题。 本文从基本的FPGA芯片结构和CAD算法谈起,介绍了可重构计算的概念,建立了可重构计算系统模型和动态可重构FPGA芯片模型,在此模型上提出一个基于划分和时延驱动的在线布局算法,和一个基于Pathfinder协商拥塞算法的布线算法,来解决动态可重构FPGA芯片的布局和布线问题。由硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL)描述的电路首先被划分成有限数目的层,然后将这些电路层布局到芯片的每一层,同时确保关键路径的时延最小。实验结果表明,布局算法与传统的布局算法(或者文献[37]中的算法)相比,在时延上平均减少27%,在线长上平均减少34%(或者11%),在运行时间上平均减少42%(或者97%)。布线算法与传统的布线算法相比,能够将线长降低26%,将水平通道宽度降低27%,显示出较高的性能。
上传时间: 2013-05-24
上传用户:Neoemily
GPS(全球定位系统)是美国建立的高精度卫星定位导航系统,高动态GPS接收机可应用于卫星、飞机、高速列车等许多场合。高动态给GPS信号带来很大的多普勒频移和多普勒频移变化率,普通民用接收机无法正常工作。适用于高动态条件的接收机可以有效消除多普勒频移及其变化率对信号接收的影响,提高导航定位精度。 本文在深入研究GPS的系统组成、工作原理以及信号格式的基础上,重点研究高动态条件下C/A码和载波的捕获与跟踪方案。论文的主要工作如下: 1.深入研究扩频信号的各种捕获算法,提出了一种适用于高动态的基于FFT的C/A码快速捕获算法; 2.研究扩频码跟踪和载波跟踪技术,设计了载波辅助的码跟踪环路——数字延迟锁定环(DLL)及一种叉积自动频率跟踪环(CPAFC)与科斯塔斯(Costas)环相结合的载波跟踪方案,并在MATLAB环境下建立系统模型,对环路参数进行了详细的设计; 3.初步完成了GPS接收机基带处理模块核心单元的FPGA设计和功能仿真。
上传时间: 2013-07-10
上传用户:suxuan110425
现场可编程门阵列器件(FPGA)是一种新型集成电路,可以将众多的控制功能模块集成为一体,具有集成度高、实用性强、高性价比、便于开发等优点,因而具有广泛的应用前景。单相全桥逆变器是逆变器的一种基本拓扑结构,对它的研究可以为三相逆变器研究提供参考,因此对单相全桥逆变器的分析有着重要的意义。 本文研制了一种基于FPGA的SPWM数字控制器,并将其应用于单相逆变器进行了试验研究。主要研究内容包括:SPWM数字控制系统软件设计以及逆变器硬件电路设计,并对试验中发现的问题进行了深入分析,提出了相应的解决方案和减小波形失真的措施。在硬件设计方面,首先对双极性/单极性正弦脉宽调制技术进行分析,选用适合高频设计的双极性调制。其次,详细分析死区效应,采用通过判断输出电压电流之间的相位角预测桥臂电流极性方向,超前补偿波形失真的方案。最后,采用电压反馈实时检测技术,对PWM进行动态调整。在控制系统软件设计方面,采用FPGA自上而下的设计方法,对其控制系统进行了功能划分,完成了DDS标准正弦波发生器、三角波发生器、SPWM产生器以及加入死区补偿的PWM发生器、电流极性判断(零点判断模块和延时模块)和反馈等模块的设计。针对仿真和实验中的毛刺现象,分析其产生机理,给出常用的解决措施,改进了系统性能。
上传时间: 2013-07-06
上传用户:66666
FPGA作为近年来集成电路发展中最快的分支之一,有关它的研究和应用得到了迅速的发展。传统的FPGA采用静态配置的方法,所以在它的应用生命周期中,它的功能就不能够再改变,除非重新配置。动态重配置系统在系统工作的过程中改变FPGA的结构,包括全局重配置和局部重配置。其中的局部动态重配置系统有着ASIC以及静态配置FPGA无法比拟的优势。而随着支持局部位流配置以及动态配置的商用FPGA的推出,使对局部动态重配置系统和应用的研究有了最基本的硬件支撑条件。而Internet作为无比强大的网络已经渗入到各种应用领域之中。 本文首先提出了一个完整的基于Internet的FPGA局部动态可重配置系统的方案。然后针对方案的各个组成部分,分别进行了描述。首先是介绍了FPGA的基本概况,包括它的发展历史、结构、应用领域、发展趋势等。然后介绍了对一个包含局部动态重配置模块的FPGA系统的设计过程,包括重配置模块的定义、设计的流程、局部位流的产生等。接下来对.FPGA的配置方法以及配置解决方案进行描述,包括几种可选择的配置模式,其中有一些适用于静态配置,另外一些可以用于动态局部配置,.以及作为一个系统的配置解决方案。最后系统要求从Internet服务器上下载重配置模块的位流并且完成对FPGA的配置,根据这个要求,我们设计了相应的嵌入式解决方案,包括如何设计一个基于VxWorks的嵌入式应用软件实现FTP功能,并说明如何通过JTAGG或者ICAP接口由嵌入式CPU完成对FPGA的局部配置。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:william345
人体血液成份的无创检测是生物医学领域尚未攻克的前沿课题之一,动态光谱法在理论上克服了其它检测方法难以逾越的障碍——个体差异和测量条件对检测结果的影响。实现动态光谱检测,其关键在于采集多波长的光电容积脉搏波信号,并对其进行处理。针对动态光谱检测中信号微弱、信噪比低、处理数据量大的特点,本文设计了基于FPGA和面阵CCD摄像头的动态光谱数据采集与预处理系统,提高检测精度,采集出满足动态光谱信号提取要求的光电脉搏波;并对动态光谱频域提取法的核心算法FFT的FPGA实现进行研究。 课题提出用高灵敏度的面阵CCD摄像头替代常规光栅光谱仪中的光电接收器,实现对多波长的光电容积脉搏波的检测。结合面阵CCD的二维图像特点,采用信号累加法去除噪声,提高信号的信噪比。 创新性的提出一种不同于以往的信号累加方法——将处于同一行的视频信号在采样过程中直接累加,然后再进行传输和存储。不同于帧累加和异行累加,这种同行累加方式不但大大的提高了信号的信噪比,同时减小了数据的传输速度和传输量,降低了对存储器容量的要求,改善了动态光谱信号检测系统的性能。 针对面阵CCD摄像头输出的复合视频信号的特点,设计视频信号解调电路,得到高速、高精度的数字视频信号和准确的视频同步信号,用于后续的视频信号采集与处理。 根据动态光谱信号检测和视频信号采集的要求,选择可编程逻辑器件FPGA作为硬件平台,设计并实现了基于FPGA和面阵CCD摄像头的光电脉搏波采集与预处理系统。该系统实现了视频信号的精确定位,通过光谱信号的高速同行累加,实现了光电脉搏波信号的高精度检测。系统采用基于FPGA的Nios II嵌入式处理器系统,通过对其应用程序的开发,可靠的实现了数据的采集、传输和存储,提高了系统的集成度,降低了开发成本。 为实现动态光谱信号的频域提取,研究了基于FPGA的FFT实现方案,对各关键模块进行设计,为动态光谱信号的进一步处理打下良好的基础。 最后,通过实验证明了系统数据采集的正确性和信号预处理的可行性,得到了符合动态光谱信号提取要求的脉搏波信号。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:cknck