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半物理仿真

半物理仿真又称物理-数学仿真,或半实物仿真,半物理仿真是指针对仿真研究内容,将被仿真对象系统的一部分以实物(或物理模型)方式引入仿真回路;被仿真对象系统的其余部分以数学模型描述,并把它转化为仿真计算模型。借助物理效应模型,进行实时数学仿真与物理仿真的联合仿真。摘自:常同立等,空间对接地面半物理仿真台系统仿真研究,航空学报,2007.7,page:976
  • 软件无线电中数字下变频技术研究

    软件无线电(SDR,Software Defined Radio)由于具备传统无线电技术无可比拟的优越性,已成为业界公认的现代无线电通信技术的发展方向。理想的软件无线电系统强调体系结构的开放性和可编程性,减少灵活性著的硬件电路,把数字化处理(ADC和DAC)尽可能靠近天线,通过软件的更新改变硬件的配置、结构和功能。目前,直接对射频(RF)进行采样的技术尚未实现普及的产品化,而用数字变频器在中频进行数字化是普遍采用的方法,其主要思想是,数字混频器用离散化的单频本振信号与输入采样信号在乘法器中相乘,再经插值或抽取滤波,其结果是,输入信号频谱搬移到所需频带,数据速率也相应改变,以供后续模块做进一步处理。数字变频器在发射设备和接收设备中分别称为数字上变频器(DUC,Digital Upper Converter)和数字下变频器(DDC,Digital Down Converter),它们是软件无线电通信设备的关键部什。大规模可编程逻辑器件的应用为现代通信系统的设计带来极大的灵活性。基于FPGA的数字变频器设计是深受广大设计人员欢迎的设计手段。本文的重点研究是数字下变频器(DDC),然而将它与数字上变频器(DUC)完全割裂后进行研究显然是不妥的,因此,本文对数字上变频器也作适当介绍。 第一章简要阐述了软件无线电及数字下变频的基本概念,介绍了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介绍了数控振荡器(NCO),介绍了两种实现方法,即基于查找表和基于CORDIC算法的实现。对CORDIc算法作了重点介绍,给出了传统算法和改进算法,并对基于传统CORDIC算法的NCO的FPGA实现进行了EDA仿真。 第三章介绍了变速率采样技术,重点介绍了软件无线电中广泛采用的级联积分梳状滤波器 (cascaded integratot comb, CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)补偿法,对前者进行了基于Matlab的理论仿真和FPGA实现的EDA仿真,后者只进行了基于Matlab的理论仿真。 第四章介绍了分布式算法和软件无线电中广泛采用的半带(half-band,HB)滤波器,对基于分布式算法的半带滤波器的FPGA实现进行了EDA仿真,最后简要介绍了FIR的多相结构。 第五章对数字下变频器系统进行了噪声综合分析,给出了一个噪声模型。 第六章介绍了数字下变频器在短波电台中频数字化应用中的一个实例,给出了测试结果,重点介绍了下变频器的:FPGA实现,其对应的VHDL程序收录在本文最后的附录中,希望对从事该领域设计的技术人员具有一定参考价值。

    标签: 软件无线电 数字下变频 技术研究

    上传时间: 2013-06-09

    上传用户:szchen2006

  • 基于FPGA的无线信道仿真器设计与实现

    随着人们对无线通信需求和质量的要求越来越高,无线通信设备的研发也变得越来越复杂,系统测试在整个设备研发过程中所占的比重也越来越大。为了能够尽快缩短研发周期,测试人员需要在实验室模拟出无线信道的各种传播特性,以便对所设计的系统进行调试与测试。无线信道仿真器是进行无线通信系统硬件调试与测试不可或缺的仪器之一。 本文设计的无线信道仿真器是以Clarke信道模型为参考,采用基于Jakes模型的改进算法,使用Altera公司的StratixⅡ EP2S180模拟实现了频率选择性衰落信道。信道仿真器实现了四根天线数据的上行接收,每根天线由八条可分辨路径,每条可分辨路径由64个反射体构成,每根天线可分辨路径和反射体的数目可以独立配置。通过对每个反射体初始角度和初始相位的设置,并且保证反射体的角度和相位是均匀分布的随机数,可以使得同一条路径不同反射体之间的非相关特性,得到的多径传播信道是一个离散的广义平稳非相关散射模型(WSSUS)。无线信道仿真器模拟了上行数据传输环境,上行数据由后台产生后储存在单板上的SDRAM中。启动测试之后,上行数据在CPU的控制下通过信道仿真器,然后送达基带处理板解调,最后测试数据的误码率和误块率,从而分析基站的上行接收性能。 首先,本文研究了3GPP TS 25.141协议中对通信设备测试的要求和无线信道自身的特点,完成了对无线信道仿真器系统设计方案的吸收和修改。 其次,针对FPGA内部资源结构,研究了信道仿真器FPGA实现过程中的困难和资源的消耗,进行了模块划分。主要完成了时延模块、瑞利衰落模块、背板接口模块等的RTL级代码的开发、仿真、综合和板上调试;完成了FPGA和后台软件的联合调试;完成了两天线到四天线的改版工作,使FPGA内部的工作频率翻了一倍,大幅降低了FPGA资源的消耗。 最后,在完成无线信道仿真器的硬件设计之后,对无线信道仿真器的测试根据3GPP TS 25.141 V6.13.0协议中的要求进行,即在数据误块率(BLER)一定的情况下,对不同信道传播环境和不同传输业务下的信噪比(Eb/No)进行测试,单天线和多天线的测试结果符合协议中规定的信噪比(Eb/No)的要求。

    标签: FPGA 无线信道 仿真器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:小杨高1

  • 信道化中频接收机设计与仿真实现

    软件无线电(Software Radio)具有高度灵活性、开放性,很容易实现与现有和未来多种电台的兼容,能最大限度的满足了互联互通的要求。而基于多相滤波器组的信道化软件无线电接收技术以其固有的全概率接收、降采样速率以及其大幅提高运算速率的能力越来越受到重视。本文主要研究了基于现场可编程门阵列(FPGA)的软件无线电信道化中频接收技术设计与实现。 首先介绍了软件无线电的基本概念以及其发展状况,深入讨论了软件无线电的基本理论,主要介绍了设计中所用到的带通采样技术、信号的抽取技术与多相滤波技术。 然后简要介绍了信道化中频接收机的射频(Radio Frequency,RF)前端接收技术,设置宽中频超外差接收机射频前端的设计指标,给出了改进的实信号滤波器组低通型实现结构,并依此推导和建立了实信号多相滤波器组信道化中频接收机的数学模型。 最后基于EP1S80开发平台实现了实信号多相滤波器组信道化的中频接收机。给出了多相滤波器、抽取运算、FFT运算、信道划分以及复乘运算的设计方案。仿真结果表明,该接收机能够实现对中频信号的正确接收,验证了系统设计的可行性。

    标签: 信道 中频 仿真实现 收机设计

    上传时间: 2013-06-12

    上传用户:qq521

  • 半导体器件物理基础

    半导体器件物理基础 电子入门到精通

    标签: 半导体器件 物理

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:唐僧他不信佛

  • Proteus的8051仿真经典实例

    Pr0teus的51系列单片机仿真的实例,初学者很有用的、、、、、、、、、、、、

    标签: Proteus 8051 仿真

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:chuckbassboy

  • OFDM发射机系统的FPGA设计

    无线局域网是计算机网络技术和无线通信技术相结合的产物,是利用无线媒介传输信息的计算机网络。在无线通信信道中,由于多径时延不可避免地存在符号间干扰,正交频分复用(OFDM)作为一种可以有效对抗符号间干扰(ISI)和提高频谱利用率的高速传输技术,引起了广泛关注。在无线局域网(WLAN)系统中,OFDM调制技术已经被采用作为其物理层标准,并且公认为是下一代无线通信系统中的核心技术。基于IEEE802.11a的无线局域网标准的物理层采用了OFDM技术,能有效的对抗多径信道衰落,达到54Mbps的速度,而未来而的IEEE802.11n将达到100Mbps的高速。因此,研发以OFDM为核心的原型机研究非常有必要。 本文在深入理解OFDM技术的同时,结合相应的EDA工具对系统进行建模并基于IEEE802.11a物理层标准给出了一种OFDM基带发射机系统的FPGA实现方案。整个设计采用目前主流的自顶向下的设计方法,由总体设计至详细设计逐步细化。在系统功能模块的FPGA实现过程中,针对Xilinx一款160万门的Spartan-3E XCS1600E芯片,依照:IEEE802.11a帧格式,对发射机系统各个模块进行了详细设计和仿真: (1)训练序列生成模块,包括长,短训练序列; (2)信令模块,包括卷积编码,交织,BPSK调制映射; (3)数据模块,包括加扰,卷积编码,删余,交织,BPSK/QPSK/16QAM/64QAM调制映射; (4)OFDM处理部分,包括导频插入,加循环前缀,IFFT处理; (5)对整个发射处理部分联调,并给出仿真结果另外,还完成了接收机部分模块的FPGA设计,并给出了相应的顶层结构与仿真波形。最后提出了改进和进一步开发的方向。

    标签: OFDM FPGA 发射机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:李彦东

  • 基于可重配置的OFDM基带系统的FPGA设计

    1992年5月,JoeMitola首次明确提出了软件无线电的概念。软件无线电将模块化、标准化的硬件单元连接构成硬件平台,通过软件加载实现各种无线通信功能。端到端重配置技术是在软件无线电的基础上发展起来的,该技术使通信系统不仅具有重配置的能力,还能提供一体化的重配置管理架构,实现联合无线资源管理和网络规划。端到端重配置技术已经成为软件无线电的发展趋势。 宽带无线接入(BWA,BroadbandWirelessAccess)是当前通信界研究的热点之一,而WiMax和WiFi是BWA中最热门的两个技术,所以本文选择了IEEE802.16-2004与IEEE802.11a,设计了基于其物理层标准的可重配置OFDM基带系统。它们均采用正交频分复用技术(OFDM,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)。 本文研究了IEEE802.16-2004与IEEE802.11a物理层标准,结合Altera公司提供的FPGA开发工具QuartusⅡ、Mentor公司仿真工具ModelsimSE6.0,完成了基于IEEE802.16-2004及IEEE802.11a的可重配置OFDM基带系统的FPGA设计。该设计中,对FPGA进行重新配置,实现了802.16-2004与802.11a两种技术的完全重配置;通过选择不同的参数来调用不同子模块,实现802.16-2004与802.11a内部不同调制技术的局部重配置。该可重配置基带系统核心的FFT/IFFT。模块采用基4按频率抽取及Cordic算法,消除乘法运算,有利于FPGA实现;在802.16-2004系统中,选取了基于前导序列的符号同步算法,在FPGA中实现。最后使用开发软件、综合软件以及仿真软件分析了系统的性能并给出了系统的性能指标。

    标签: OFDM FPGA 可重配置 基带系统

    上传时间: 2013-05-19

    上传用户:branblackson

  • 16QAM调制解调器设计与FPGA实现

    本文将高效数字调制方式QAM和软件无线电技术相结合,在大规模可编程逻辑器件FPGA上对16QAM算法实现。在当今频谱资源日趋紧缺的情况下有很大现实意义。 论文对16QAM软件实现的基础理论,带通采样理论、变速率数字信号处理相关抽取内插技术做了推导和分析;深入研究了软件无线电核心技术数字下变频原理和其实现结构;对CIC、半带等高效数字滤波器原理结构和性能作了研究;16QAM调制和解调系统设计采用自项向下设计思想;采用硬件描述语言VerilogHDL在EDA工具QuartusII环境下实现代码输入;对系统调试采用了算法仿真和在系统实测调试相结合方法。 论文首先对16QAM调制解调算法进行系统级仿真,并对实现的各模块的可行性仿真验证,在此基础上,完成了调制端16QAM信号的时钟分频模块、串并转换模块、星座映射、8倍零值内插、低通滤波以及FPGA和AD9857接口等模块;解调器主要完成带通采样、16倍CIC抽取滤波,升余弦滚降滤波,以及16QAM解码等模块,实现了16QAM调制器;给出了中频信号时域测试波形和频谱图。本系统在200KHz带宽下实现了512Kbps的高速数据数率传输。论文还对增强型数字锁相环EPLL的实现结构进行了研究和性能分析。

    标签: FPGA QAM 16 调制

    上传时间: 2013-07-29

    上传用户:hwl453472107

  • 基于PROTEUS的单片机系统设计与仿真

    基于PROTEUS的单片机系统设计与仿真

    标签: PROTEUS 单片机 仿真 系统设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:diaorunze

  • 基于FPGA的边界扫描控制器的设计

    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。

    标签: FPGA 边界扫描 控制器

    上传时间: 2013-07-20

    上传用户:hewenzhi