正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术,具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、成本低等特点,适合无线通信的高速化、宽带化及移动化的需求,将成为下一代无线通信系统(4G)的核心调制传输技术。 本文首先描述了OFDM技术的基本原理。对OFDM的调制解调以及其中涉及的特性和关键技术等做了理论上的分析,指出了OFDM区别于其他调制技术的巨大优势;然后针对OFDM中的信道估计技术,深入分析了基于FFT级联的信道估计理论和基于联合最大似然函数的半盲分组估计理论,在此基础上详细研究描述了用于OFDM系统的迭代的最大似然估计算法,并利用Matlab做了相应的仿真比较,验证了它们的有效性。 而后,在Matlab中应用Simulink工具构建OFDM系统仿真平台。在此平台上,对OFDM系统在多径衰落、高斯白噪声等多种不同的模型参数下进行了仿真,并给出了数据曲线,通过分析结果可正确评价OFDM系统在多个方面的性能。 在综合了OFDM的系统架构和仿真分析之后,设计并实现了基于FPGA的OFDM调制解调系统。首先根据802.16协议和OFDM系统的具体要求,设定了合理的参数;然后从调制器和解调器的具体组成模块入手,对串/并转换,QPSK映射,过采样处理,插入导频,添加循环前缀,IFFT/FFT,帧同步检测等各个模块进行硬件设计,详细介绍了各个模块的设计和实现过程,并给出了相应的仿真波形和参数说明。其中,针对定点运算的局限性,为系统设计并自定义了24位的浮点运算格式,参与傅立叶反变换和傅立叶变换的运算,在系统参数允许的范围内,充分利用了有限资源,提高了系统运算精度;然后重点描述了基于FPGA的快速傅立叶变换算法的改进、优化和设计实现,针对原始快速傅立叶变换FPGA实现算法运算空闲时间过多,资源占用较大的问题,提出了带有流水作业功能、资源占用较少的快速傅立叶变换优化算法设计方案,使之运用于OFDM基带处理系统当中并加以实现,结果满足系统参数的需求。最后以理论分析为依据,对整个OFDM的基带处理系统进行了系统调试与性能分析,证明了设计的可行性。 综上所述,本文完成了一个基于FPGA的OFDM基带处理系统的设计、仿真和实现。本设计为OFDM通信系统的进一步改进提供了大量有用的数据。
上传时间: 2013-04-24
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光纤水听器自问世以来,在巨大的军事价值和民用价值推动下得到了迅速发展,已逐渐从实验室研究阶段走向工程应用。同时随着光纤水听器的不断发展,对水声信号的检测技术以及数字处理能力也提出了新的要求。论文在此背景下开展了一系列研究工作,并提出了利用FPGA(Field ProgrammableGate Array,现场可编程门阵列)实现光纤3×3耦合器解调算法的新思路。 目前干涉型光纤水听器的解调一般采用PGC(Phase Generated Carrier,相位生成载波技术)技术和基于3×3光纤耦合器干涉的解调技术。PGC技术在解调过程中引入了载波信号,它对采样率,激光器等的要求都较高,因此我们把目光投向3×3耦合器解调技术,文中对其解调原理进行了阐述,对采样率的确定进行了讨论,并对3×3耦合器三路输出不对称的情况进行了分析,最后在本文的结论部分提出了基于3×3耦合器解调的改良方案。 目前,光纤信号数字化解调的硬件实现采用DSP(Digital Signal Process,可编程数字信号处理器)信号处理机,与之相比,FPGA解调具有速度快、资源占用少、易于扩展等优势。本文对FPGA与DSP、ASIC(application-specificintegrated circuit,专用集成电路)实现方案进行了对比,分析了适合利用FPGA实现的算法所应具备的特征;介绍了3×3耦合器解调算法中各个模块的设计情况;分析了系统的工作情况,硬件的构造及芯片的选择,最后验证了利用FPGA可以实现3×3耦合器解调算法。
上传时间: 2013-07-03
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遥感图像在人类生活和军事领域的应用日益广泛,适合各种要求的遥感图像编码技术具有重要的现实意义。基于小波变换的内嵌编码技术已成为当前静止图像编码领域的主流,其中就包括基于分层树集合分割排序(Set Partitioning inHierarchical Trees,SPIHT)的内嵌编码算法。这种算法具有码流可随机获取以及良好的恢复图像质量等特性,因此成为实际应用中首选算法。随着对图像编码技术需求的不断增长,尤其是在军事应用领域如卫星侦察等方面,这种编码算法亟待转换为可应用的硬件编码器。 在静止图像编码领域,高性能的图像编码器设计一直是相关研究人员不懈追求的目标。本文针对静止图像编码器的设计作了深入研究,并致力于高性能的图像编码算法实现结构的研究,提出了具有创新性的降低计算量、存储量,提高压缩性能的算法实现结构,并成功应用于图像编码硬件系统中。这个方案还支持压缩比在线可调,即在不改变硬件框架的条件下可按用户要求实现16倍到2倍的压缩,以适应不同的应用需求。本文所做的工作包括了两个部分。 1.一种基于行的实时提升小波变换实现结构:该结构同时处理行变换和列变换,并且在图像边界采用对称扩展输出边界数据,使得图像小波变换时间与传统的小波变换相比提高了将近2.6倍,提高了硬件系统的实时性。该结构还合理地利用和调度内部缓冲器,不需要外部缓冲器,大大降低了硬件系统对存储器的要求。 2.一种采用左遍历的比特平面并行SPIHT编码结构:在该编码结构中,空间定位生成树采用深度优先遍历方式,比特平面同时处理极大地提高了编码速度。
上传时间: 2013-06-17
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交流电源供电方式正在由集中式向分布式、全功能式发展,而实现分布式电源的核心就是模块的并联技术。多台逆变器并联可以实现大容量供电和冗余供电,可大大提高系统的灵活性,使电源系统的体积重量大为降低,同时其主开关器件的电流应力也可大大减少,从根本上提高了可靠性、降低成本和提高功率密度。本文主要研究逆变器并联技术。 本文首先对电压、电流双闭环逆变器控制系统进行了研究。通过对传递函数的分析,得到了基于等效输出阻抗的双闭环控制的逆变器并联系统模型。在分析逆变器模型的基础上设计了各控制器参数,并通过MATLAB仿真进行了验证。根据上述模型,分析了逆变器并联的环流特性,以及基于有功和无功功率的并联控制方案。 随着电子技术的不断发展,FPGA技术正在越来越多地用于工程实践中。本文在研究SPWM控制技术的基础上,应用FPGA芯片EP1C12Q240C8实现了SPWM数字控制器,用于多模块逆变器并联控制系统。文中给出了仿真结果和芯片的测试结果。 基于FPGA的三相逆变器并联数字控制器的研究具有现实意义,设计具有创新性。仿真和芯片的初步测试结果表明:本文设计的基于FPGA的逆变器并联数字控制器能够满足逆变器并联系统的要求。
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体视摄像显示技术的研究以应用于微创伤外科的光电医疗仪器——三维电视内窥镜的开发与研制为背景,设计研究一种基于FPGA技术的立体显示系统,以满足三维立体内窥镜、战场立体观察系统和立体电影等设备的技术要求。 主要研究内容是对体视摄像显示系统的进行硬件电路设计、VerilogHDL 语言的软件编程、并采用MCU(Micro Control IJnit)的I
上传时间: 2013-05-30
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基于FPGA的静止图像压缩系统的研究-JPEG编码器的设计电力电子与电力传动数字图像在人们生活中的应用越来越广泛,由于原始图像数据量比较大,因此数字图像压缩技术逐渐成为图像应用的一个核心环节。在数字图像压缩领域,国际标准化组织于1992年推出的JPEG标准应用最为广泛。 本文基于FPGA设计了JPEG图像压缩系统,通过改进算法,优化结构,在合理的利用硬件资源的条件下,有效的挖掘出算法内部的并行性。改进了DCT变换算法,设计了并行查找表结构的乘法器,采用了流水线优化算法来解决时间并行性问题,提高了DCT模块的运算速度。依据Huffman编码表的规律性,采用并行查找表结构,用较少的存储单元完成了Huffman编码运算,同时提高了编码速度。整个设计通过EDA软件进行了逻辑综合及功能与时序仿真。综合和仿真结果表明,本文提出的算法在速度和资源利用方面均达到了较好的状态,可满足实时JPEG图像压缩的要求。 设计了一个硬件开发平台,对JPEG图像压缩系统进行了验证。硬件平台上使用ADV7181B来实现AD转换;使用TI公司TMS320C6416型DSP芯片实现了系统配置以及通过PCI接口与上位机PC的实现数据交换;使用Microsoft VC++6.0开发平台开发了系统控制软件平台,实现对整个压缩系统的控制。
上传时间: 2013-05-24
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正交频分复用(OFDM)是一种无线环境下的高速传输技术,它使用一系列低速子载波并行传输数据,具有抗多径干扰的能力、能以很高的频谱利用率实现高速数据传输等优点。数字音频广播(DAB)系统中采用OFDM调制技术。 本文首先概述了OF'DM的基本原理和实现方法,分析了DAB中不同模式下OFDM调制的参数和特点。实现OFDM的核心技术是快速傅立叶变换(FFT)。本文在分析研究了多种FFT算法的基础上选择了最适合FPGA实现的,满足DAB系统中OFDM调制要求的FFT算法,即将2048点FFT分解为基-4和基-2混合基算法。 本文研究重点是使用FPGA实现2048点复数FFT处理器。2048点FFT由五级基-4运算和一级基-2运算组成。针对这一算法以及FPGA特点,进行系统结构设计、各个模块设计、FPGA实现和测试。一个基-4和基-2复用的蝶形运算模块是整个FFT处理器的核心部分。此外系统还包括:系统控制模块,地址产生模块,RAM和ROM。本文特别针对2048点按频率抽取基-4/2顺序处理的FFT处理器提出了一种巧妙的数据地址和旋转因子地址生成的方法。 仿真和验证表明,运算的结果可以达到一定的精度要求,运算速度满足系统要求,说明该OFDM调制器的设计是可行的,可以应用于DAB系统中
上传时间: 2013-06-05
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目前,H.264是图像编码研究领域的一个热点。它在语言结构、预测算法、数据变换等方面做了很大的改进,在低码率传输、高清晰度显示及网络接入等性能上相比以往标准有了显著提高,使得H.264在视频会议、视频点播、数字电视和手...
上传时间: 2013-05-27
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随着多媒体技术的发展,数字图像处理已经成为众多应用系统的核心和基础。它的发展主要依赖于两个性质不同、自成体系但又紧密相关的研究领域:图像处理算法及其相应的电路实现。图像处理系统的硬件实现—般有三种方式:专用的图像处理器件集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)、数字信号处理器(Digital Signal Process)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array)以及相关电路组成。它们可以实时高速完成各种图像处理算法。图像处理中,低层的图像预处理的数据量很大,要求处理速度快,但运算结果相对比较简单。相对于其他两种方式,基于FPGA的图像处理方式的系统更适合于图像的预处理。本文设计了—种基于FPGA的小波域图像去噪系统。首先,阐述了基于小波变换的图像去噪算法原理,重点讨论了小波邻域阈值(NeighShrink)去噪算法,并给出了该算法相应的Matlab 仿真;然后,为了改进邻域阈值去噪算法中对每个分解子带都采用相同邻域和阈值的缺点,本文提出了基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)分类的邻域阈值去噪算法和以斯坦无偏估计 (SURE)为准则同时结合小波系数尺度间关系的邻域阈值去噪算法。经Matlab实验表明,相比于其他几种经典算法,本文提出的两种改进算法在滤除噪声的同时能更好地保护图像细节,并在较高噪声情况下能获得更高的峰值信噪比。在此基础上本文将提出的改进小波邻域阈值去噪算法进行了相应的简化,以满足低噪声处理要求且易于在FPGA上实现;最后,给出了基于 FPGA的小波邻域阈值去噪系统的总体结构和FPGA内部各功能模块的具体实现方案,包括二维离散小波变换模块、二维离散小波逆变换模块、SDRAM存储器控制模块、去噪计算模块和系统核心控制模块,并对各个系统模块和整体进行了仿真验证,结果表明本文设计的基于FPGA 的小波邻域阈值去噪系统能满足实际的图像处理要求,具有一定的理论和实际应用价值。关键词:图像处理系统,FPGA,图像去噪算法,小波变换
上传时间: 2013-05-16
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基于FPGA的数字上下变频器的研究与实现,适合通信专业人员参考
上传时间: 2013-08-15
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