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数字接收

  • OFDM系统同步及解调的FPGA实现.rar

    自20世纪80年代以来,正交频分复用技术不但在广播式数字音频和视频领域得到广泛的应用,而且已经成为无线局域网标准(例如IEEE802.11a和HiperLAN/2等)的一部分。OFDM由于其频谱利用率高,成本低等原因越来越受到人们的关注。随着人们对通信数据化、宽带化、个人化和移动化需求的增强,OFDM技术在综合无线接入领域将会获得越来越广泛的应用。人们开始集中越来越多的精力开发OFDM技术在移动通信领域的应用,本文也是基于无线通信平台上的OFDM技术的运用。 本文的所有内容都是建立在空地数据无线通信系统下行链路FPGA实现基础上的。本文作者的主要工作集中在链路接收端的FPGA实现和调试上。主要包括帧同步(时间同步)算法的研究与设计、OFDM频率同步算法的研究与设计以及同步模块、OFDM解调模块、QAM解调模块的FPGA实现。最终实现高速数字图像传输系统下行链路在无线环境中连通。 对于无线移动通信系统而言,多普勒频移、收发设备的本地载频偏差均可能破坏OFDM系统子载波之间的正交性,从而导致ICI,影响系统性能。另外,由于OFDM系统大多采用IFFT/FFT实现调制解调,因此在接收方确定FFT的起点对数据的正确解调也至关重要。同步技术即是针对系统中存在的定时偏差、频率偏差进行定时、频偏的估计与补偿,来减少各种同步偏差对系统性能的影响。在OFDM实现的关键技术中,同步技术是十分重要的一部分。本文花费了三个章节阐述了同步技术的原理、算法和实现方法。 目前OFDM系统的载波同步方案,可以归纳为三大类:辅助数据类,盲估计类和基于循环前缀的半盲估计类。本文首先分析了各种载波同步方案的优缺点,并举例说明了各个载波同步方式的实现方法。然后具体阐述了本文在FPGA平台上实现的OFDM接收端同步的同步方式,包括其具体算法和FPGA实现结构。本文所采用的帧同步和频率同步方案都是采用辅助数据类的,在阐述其具体算法的同时对算法在不同参数和不同形式下的性能做出了仿真对比分析。 OFDM的解调采用FFT算法,在FPGA上的实现是十分方便的。本文主要阐述其实现结构,重点放在提取有效数据部分有效数据位置的推导过程。最后介绍了本文实现QAM软解调的解调方法。 本文阐述算法采用先提出原理,然后给出具体公式,再根据公式中的系数和变量分析算法性能的方式。在阐述实现方式时首先给出实现框图,然后对框图中比较重要或者复杂的部分进行详细阐述。在介绍完每个模块实现方式之后给出了仿真或者上板结果,最后再给出整体测试结果。

    标签: OFDM FPGA

    上传时间: 2013-06-26

    上传用户:希酱大魔王

  • 基于FPGA的数字存储示波器的设计.rar

    数字存储示波器在仪器仪表领域中占有重要的地位,应用范围相当广泛,所以对示波器的研制有重要的理论和实际意义。本文针对数字存储示波器的设计进行了深入的研究,旨在研制出100MHz带宽的数字存储示波器。 从各个方面考虑,选用了DSP、FPGA和单片机的方案来设计整个系统。整个系统采用单通道的方式。信号进来首先经过前端的调理电路把信号电压调整到AD的输入电压范围之内,这里调理电路主要是由信号衰减电路和信号放大电路所组成。调理后的信号再送到AD变换电路里面完成信号的数字化。然后把AD转换后的数据送到FPGA中,并把数据保存到FPGA中的FIFO中,FPGA中的电路主要包括有FIFO、触发系统、峰值检测、时基电路等。 DSP处理器主要是用来从FIFO中提取数据并进行相应的处理。因为DSP运算速度快,所以本文利用DSP来完成滤波和波形重建的时候的插值算法等功能。然后DSP利用其多缓冲串口把数据送到单片机,单片机把从DSP中发送过来的数据显示到LCD上,同时利用单片机来管理键盘等功能。在软件方面主要完成了程序的一些初始化驱动,比如说是FLASH驱动、LCD驱动、DSP串口初始化、FPGA初始化等相关工作。 由于本文采用FPGA,使得数字存储示波器的设计比较灵活,容易升级。可以根据自己的需要进行相关的改进,例如对外围电路做进一步地扩展。

    标签: FPGA 数字存储示波器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:hw1688888

  • LTE系统中基带DAGC的应用研究及FPGA实现.rar

    当今,移动通信正处于向第四代通信系统发展的阶段,OFDM技术作为第四代数字移动通信(4G)系统的关键技术之一,被包括LTE在内的众多准4G协议所采用。IDFT/DFT作为OFDM系统中的关键功能模块,其精度对基带解调性能产生着重大的影响,尤其对LTE上行所采用的SC_FDMA更是如此。为了使定点化IDFT/DFT达到较好的性能,本文采用数字自动增益控制(DAGC)技术,以解决过大输入信号动态范围所造成的IDFT/DFT输出信噪比(SNR)恶化问题。 首先,本文简单介绍了较为成熟的AAGC(模拟AGC)技术,并重点关注近年来为了改善其性能而兴起的数字化AGC技术,它们主要用于压缩ADC输入动态范围以防止其饱和。针对基带处理中具有累加特性的定点化IDFT/DFT技术,进一步分析了AAGC技术和基带DAGC在实施对象,实现方法等上的异同点,指出了基带DAGC的必要性。 其次,根据LTE协议,搭建了从调制到解调的基带PUSCH处理链路,并针对基于DFT的信道估计方法的缺点,使用简单的两点替换实现了优化,通过高斯信道下的MATLAB仿真,证明其可以达到理想效果。仿真结果还表明,在不考虑同步问题的高斯信道下,本文所搭建的基带处理链路,采用64QAM进行调制,也能达到在SNR高于17dB时,硬判译码结果为极低误码率(BER)的效果。 再次,在所搭建链路的基础上,通过理论分析和MATLAB仿真,证明了包括时域和频域DAGC在内的基带DAGC具有稳定接收链路解调性能的作用。同时,通过对几种DAGC算法的比较后,得到的一套适用于实现的基带DAGC算法,可以使IDFT/DFT的输出SNR处于最佳范围,从而满足LTE系统基带解调的要求。针对时域和频域DAGC的差异,分别选定移位和加法,以及查表的方式进行基带DAGC算法的实现。 最后,本文对选定的基带DAGC算法进行了FPGA设计,仿真、综合和上板结果说明,时域和频域DAGC实现方法占用资源较少,容易进行集成,能够达到的最高工作频率较高,完全满足基带处理的速率要求,可以流水处理每一个IQ数据,使之满足基带解调性能。

    标签: DAGC FPGA LTE

    上传时间: 2013-05-17

    上传用户:laozhanshi111

  • 基于FPGA的RS255,223编解码器的高速并行实现.rar

    随着信息时代的到来,用户对数据保护和传输可靠性的要求也在不断提高。由于信道衰落,信号经信道传输后,到达接收端不可避免地会受到干扰而出现信号失真。因此需要采用差错控制技术来检测和纠正由信道失真引起的信息传输错误。RS(Reed—Solomon)码是差错控制领域中一类重要的线性分组码,由于它编解码结构相对固定,性能强,不但可以纠正随机差错,而且对突发错误的纠错能力也很强,被广泛应用在数字通信、数据存储系统中,以满足对数据传输通道可靠性的要求。因此设计一款高性能的RS编解码器不但具有很大的应用意义,而且具有相当大的经济价值。 本文首先介绍了线形分组码及其子码循环码、BCH码的基础理论知识,重点介绍了BCH码的重要分支RS码的常用编解码算法。由于其算法在有限域上进行,接着介绍了有限域的有关理论。基于RS码传统的单倍结构,本文提出了一种八倍并行编码及九倍并行解码方案,并用Verilog HDL语言实现。其中编码器基于传统的线性反馈移位寄存器除法电路并进行八倍并行扩展,译码器关键方程求解模块基于修正的欧几里德算法设计了一种便于硬件实现的脉动关键方程求解结构,其他模块均采用九倍并行实现。由于进行了超前运算、流水线及并行处理,使编解码的数据吞吐量大为提高,同时延时更小。 本论文设计了C++仿真平台,并与HDL代码结果进行了对比验证。Verilog HDL代码经过modelsim仿真验证,并在ALTERA STRATIX3 EP3SL15OF1152C2 FPGA上进行综合验证以及静态时序分析,综合软件为QUATURSⅡ V8.0。验证及测试表明,本设计在满足编解码基本功能的基础上,能够实现数据的高吞吐量和低延时传输,达到性能指标要求。本论文在基于FPGA的RS(255,223)编解码器的高速并行实现方面的研究成果,具有通用性、可移植性,有一定的理论及经济价值。

    标签: FPGA 255 223

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:思琦琦

  • 基于FPGA的B型超声成像系统的设计与实现.rar

    便携式B型超声诊断仪具有无创伤、简便易行、相对价廉等优势,在临床中越来越得到广泛的应用。它将超声波技术、微电子技术、计算机技术、机械设计与制造及生物医学工程等技术融合在一起。开展该课题的研究对提高临床诊断能力和促进我国医疗事业的发展具有重要的意义。 便携式B型超声诊断仪由人机交互系统、探头、成像系统、显示系统构成。其基本工作过程是:首先人机交互系统接收到用户通过键盘或鼠标发出的命令,然后成像系统根据命令控制探头发射超声波,并对回波信号处理、合成图像,最后通过显示系统完成图像的显示。 成像系统作为便携式B型超声诊断仪的核心对图像质量有决定性影响,但以前研制的便携式B型超声诊断仪的成像系统在三个方面存在不足:第一、采用的是单片机控制步进电机,控制精度不高,导致成像系统采样不精确;第二、采用的数字扫描变换算法太粗糙,影响超声图像的分辨率;第三、它的CPU多采用的是51系列单片机,测量速度太慢,同时也不便于系统升级和扩展。 针对以上不足,提出了基于FPGA的B型超声成像系统解决方案,采用Altera公司的EP2C5Q208C8芯片实现了步进电机步距角的细分,使电机旋转更匀速,提高了采样精度;提出并采用DSTI-ULA算法(Uniform Ladder Algorithm based on Double Sample and Trilinear Interotation)在FPGA内实现数字扫描变换,提高了图像分辨率;人机交互系统采用S3C2410-AL作为CPU,改善了测量速度和系统的扩展性。 通过对系统硬件电路的设计、制作,软件的编写、调试,结果表明,本文所设计的便携式B型超声成像系统图像分辨率高、测量速度快、体积小、操作方便。本文所设计的便携式B型超声诊断仪可在野外作业和抢险(诸如地震、抗洪)中发挥作用,同时也可在乡村诊所中完成对相关疾病的诊断工作。

    标签: FPGA 超声成像

    上传时间: 2013-05-18

    上传用户:helmos

  • 基于FPGA的数字图像实时消像旋的方法研究.rar

    本研究针对目标识别等系统中由于载机转动而使目标图像发生旋转,给测量及人眼观察带来的影响,因此需要对目标图像进行实时的反旋转处理,对目前出现的消像旋技术进行分析和比较,选择从电子学消旋方法出发,研究图像消像旋的方法,并给出了基于FPGA的实时消像旋系统的完整结构和相应的算法设计。 本文在对电子图像消旋原理的深入分析的基础上,设计并利用Visual C++6.0软件仿真实现了一种优化的快速旋转算法,再利用后插值处理保证了图像的质量;构建了以ACEX EP1K100为核心的数字图像实时消像旋系统,利用VHDL硬件描述语言实现了整个消像旋算法的FPGA设计。该系统利用高速相机和Camera Link接口传输图像,提高了系统的运行速度。利用QuartusII和Matlab软件对整个算法设计进行混合仿真实验。实验结果表明,该系统能够成功地对采集到的灰度图像进行消像旋处理,旋转后的图像清晰稳定,像素误差小于一个像素,而且对于视频信号只有一帧的延时不到20ms,达到系统参数要求。

    标签: FPGA 数字图像 方法研究

    上传时间: 2013-07-04

    上传用户:MATAIYES

  • 基于FPGA的全数字中频接收机的研究与实现.rar

    本论文基于直接扩频通信的理论设计了一种全数字的中频接收机,使用Xilinx公司的FPGA芯片xc3s400作为接收机的主芯片,实现中频数字信号的下变频,基带解调,PN码的捕获及跟踪环路的设计并给出了它们的具体设计步骤及RTL级逻辑电路图。本文对于数字下变频器的设计、数字抑制载波恢复环的设计进行了详细的论述,还使用Matlab中的Simulink对本接收机系统所要使用的全数字Costas环进行了功能仿真并给出了仿真结果。 本文使用高速模数转换器AD9601对中频模拟信号进行采样,最后再用高速数模转换器AD9740还原出原始信息,并给出了它们与核心芯片xc3s400的接口设计方法及原理电路图。

    标签: FPGA 全数字 中频接收机

    上传时间: 2013-07-30

    上传用户:weiwolkt

  • 地面数字电视广播系统中SRRC滤波器及FFT处理器的设计与FPGA实现.rar

    随着人们对数字电视和数字视频信息的需求越来越大,数字电视广播在中国迅速的发展起来。近几年,数字电视传输系统技术逐渐成熟,数字电视地面广播(DTTB)传输标准也于2006年8月30号正式出台。此标准技术是由我国多家单位联合研究的,具有自主知识产权的数字地面电视传输标准。DTTB系统标准的研究与仿真,具有巨大的实用价值和广阔的市场前景。 @@ 本文首先研究了地面数字电视广播标准中平方根升余弦(SRRC)滤波器(滚降系数为0.05)的结构设计,介绍了一种适合在FPGA中实现的高阶高速FIR滤波器的并行流水线结构。在本设计中,以CSD数优化滤波器系数,并运用简化加法器图(Reduced Adder Graph,RAG)算法进行改进,最后采用并行处理的转置型流水线结构实现。 @@ 接着研究数字电视地面传输标准采用的传输技术-OFDM的基本概念和技术特点,并研究了清华大学提出的DMB-T方案中TDS-OFDM信号帧的组成结构以及相关原理。 @@ 最后,本文针对OFDM调制所需要的3780点FFT处理器进行研究。为了保证OFDM信号的采样率和时域导频的采样率相同,以达到较好的同步性能,采用了3780个正交子载波的设计方案。在实现过程中,分析比较了多种算法的计算复杂性,设计出在硬件实现复杂度上进行优化的3780点FFT处理器的数据流流水线算法。之后,通过定点仿真比较各模块输出的动态范围和概率分布,设计出定点字长的优化方案,并分析计算了这一处理器的输出信噪比与内部各模块字长的关系,进一步降低了硬件实现复杂性。 @@关键字:数字电视地面广播传输(DTTB);平方根升余弦滤波器(SRRC);正交频分复用调制(OFDM);快速傅立叶变换(FFT); 3780

    标签: SRRC FPGA FFT

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:mdrd3080

  • 基于FPGA的LED视频显示控制系统的设计.rar

    LED显示屏是LED点阵模块或者像素单元组成的平面显示屏幕。自从诞生以来,以其亮度高、视角广、寿命长、性价比高的特点,在交通、广告、新闻发布、体育比赛、电子景观等领域得到了广泛应用。 LED显示屏控制器作为控制LED屏显示图像、数据的关键,是整个LED视频显示系统的核心。本文研究的是对全彩色同步LED屏的控制,控制LED屏同步显示在上位机显示系统中某固定位置处的图像。根据已有的LED显示屏及其驱动器的特点,提出了一种可行的方案并进行了设计。系统主要分为两个部分:视频信号的获取,视频信号的处理。 经过分析比较,决定从显卡的DVI接口获得视频源,视频源经过DVI解码芯片TFP401A的解码后,可以获得图像的数字信息,这些信息包括红、绿、蓝三基色的数据以及行同步、场同步、使能等控制信号。这些信号将在视频信号处理模块中被使用。 信号处理模块在接收视频信号源后,对数据进行处理,最后输出数据给驱动电路。在信号处理模块中,采用了可编程逻辑器件FPGA来完成。可编程逻辑器件具有高集成度、高速度、高可靠性、在线可编程(ISP)等特点,所以特别适合于本设计。利用FPGA的可编程性,在FPGA内部划分了各个小模块,各小模块中通过少量的信号进行联系,这样就将比较大的系统转化成许多小的系统,使得设计更加简单,容易验证。本文分析了驱动电路所需要的数据的特点,全彩色灰度级的实现方式,决定把系统划分为视频源截取、RGB格式转化、位平面分离、读SRAM地址发生器、写SRAM地址发生器、读写SRAM选择控制器、灰度实现等模块。 最后利用示波器和SignalTap II逻辑分析仪等工具,对系统进行了联合调试。改进了时序、优化了布局布线,使得系统性能得到了良好的改善。 在分析了所需要的资源的基础上,课题决定采用Altera的Cyclone EP1C12 FPGA设计视频信号处理模块,在Quartus II和modelsim平台下,用Verilog HDL语言开发。

    标签: FPGA LED 视频显示

    上传时间: 2013-05-19

    上传用户:玉箫飞燕

  • 100MHz数字存储示波器等效采样的研究(CAJViewer阅读).rar

    关于100M数字示波器的研究-----------------------------

    标签: CAJViewer 100 MHz

    上传时间: 2013-05-26

    上传用户:franktu