本文进行了基于FPGA的GPS直序伪码扩频接收机的设计和数字化硬件实现。论文首先对GPS卫星导航定位系统进行了分析,并对与数字化接收机直接相关联的GPS信号中频部分结合实际系统要求进行了设计和分析,由此确定了数字化伪码捕获跟踪接收机研制的具体要求,之后完成了接收机中频数字化方案设计。同时对伪码捕获跟踪后端的载波捕获跟踪的实现方案进行了描述和分析。最后利用EDA工具在FPGA芯片上实现了GPS数字化接收机的伪码捕获跟踪。 受工作环境的制约,GPS卫星接收机系统首先表现为功率受限系统,接收机必须满足在低信噪比条件下工作。同时接收机与卫星间高动态产生的多普勒频率,给接收机实现快速捕获带来了难度。通过仿真分析,综合了实现难度和性能两方面因素,针对小信噪比工作条件提出了改进型的序贯伪码捕获实施方案。同时按照捕获概率和时间的要求,对接收机偏压、上、下门限、NCO增益等进行了设计和仿真分析,确定了捕获的数字化实现方案,伪码跟踪采用超前滞后环方案。捕获完成后可使本地伪码与接收伪码的相对误差保持在±1/4码元范围内,而跟踪环路的跟踪范围为±4/3码元,保证了捕获到跟踪的可靠衔接,同时采用可变环路带宽措施解决了跟踪速度和精度的矛盾。 在数字化实现设计中,给出了详细的数字化实现方案和分析,这样在保证工作精度的同时尽量减少硬件资源的开销,利用EDA工具,采用Veilog设计语言在Xilinx的VirtexII系列的XC2V500fg256的FPGA上完成数字化接收机伪码捕获跟踪的实现,并在其开发平台上对数字化接收机进行了仿真验证,在给定的工作条件下达到了设计性能和指标要求。
上传时间: 2013-04-24
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扩频通信系统与常规的通信系统相比,具有很强的抗窄带干扰,抗多径干扰,抗人为干扰的能力,并具有信息隐蔽、多址保密通信等优点。在近年来得到了迅速的发展。本论文主要讨论和实现了基于FPGA的直接序列扩频信号的解扩解调处理。论文对该直扩通信系统和FPGA设计方法进行了相关研究,最后用Altera公司的最新的FPGA开发平台Quarus Ⅱ5.0实现了相关设计。 整个系统分为两个部分,发送部分和接收部分。发送部分主要有串并转换、差分卷积编码、PN码扩频、QPSK调制、成型滤波等模块。接收部分主要有前端抗干扰、数字下变频、解扩解调等模块。 论文首先介绍了扩频通信系统的特点以及相关技术的国内外发展现状,并介绍了本论文的研究思路和内容。 然后,论文分析了几种常用的窄带干扰抑制、载波同步及PN码同步算法,结合实际需要,设计了一种零中频DSSS解调解扩方案。给出了抗窄带干扰、PN码捕获及跟踪以及载波同步的算法分析,采用了基于数字外差调制的自适应陷波器来进行前端窄带干扰抑制处理,用基于自适应门限技术的滑动相关捕获和分时复用单相关器跟踪来改善PN码同步的性能,用基于硬判决的COSTAS(科斯塔斯)环来减少载波提取的算法复杂度,用改进型CORDIC算法实现NCO来方便的进行扩展。 接着,论文给出了系统总体设计和发送及接受子系统的各个功能模块的实现分析以及在Quartus Ⅱ5.0上的实现细节,给出了仿真结果。 然后论文介绍了整个系统的硬件电路设计和它在真实系统中连机调试所得到的测试结果,结果表明该系统具有性能稳定,灵活性好,生产调试容易,体积小,便于升级等特点并且达到课题各项指标的要求。 最后是对论文工作的一些总结和对今后工作的展望。
上传时间: 2013-07-04
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微功率无线模块、小功率无线数传模块、远距离无线通信模块、数传电台、远距离无线通信基站以及无线通信收发器等系列产品,产品主要有无线数传模块、无线通信模块、无线通讯模块、无线收发模块、无线模块、无线射频模块等等。
上传时间: 2013-09-05
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娱乐 机 器 人作为机器人的一个重要分支,已经发展为一种产业。舞蹈机器人是娱乐机器人的一种,它集软件和硬件于一身,而控制系统是机器人的核心,在机器人中发挥着重要的作用。本 文针 对 舞蹈机器人控制系统的设计过程,主要研究其硬件电路设计、软件程序设计和关键算法。在分 析 了 机器人性能要求和相关控制方法的基础上,提出了基于上下位机的控制结构,通过无线通信方式传输数据和指令,从而实现机器人的遥控。硬 件 设 计过程中,以提高集成度、减小体积、提高性价比为设计原则,将各部分电路按照功能划分。利用无线通讯模块,实现上下位机之间的远程通信;通过端口扩展,解决I/0资源紧张问题:采用CPLD对机器人驱动轮的脉冲进行反馈检测,并加上四倍频环节,提高了检测精度;通过工2C总线扩展存储器,满足存放大量舞蹈动作数据的要求。软 件 设 计过程中,采用模块化的设计方法。在上位机设计友好的人机界面,以方便用户设置控制参数和指令,实现舞蹈动作的可视化编辑。机器人行走过程中,采取数字PID算法,通过闭环反馈控制,实现机器人行走路径的准确定位,并结合同步补偿算法,可较好的解决机器人的直线行走问题。为 了 使 机器人的舞蹈动作更好地表现音乐的内涵,提出一种基干音乐特征识别的策略,在音乐特征识别的基础上结合专家系统、模糊控制等智能手段,通过舞蹈动作与音乐的自动匹配、同步演示等方法,从而最终实现舞蹈动作与音乐协调一致。
上传时间: 2013-10-14
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如同今天的许多通用单片机(MCU)已经把USB、CAN和以太网作为标准外设集成在芯片内部一样,越来越多的无线网络芯片和无线网络解决方案也在向集成SoC 方向发展,比如第一代产品,Nordic公司nRF905,Chipcon公司cc1010 他们集成了8051兼容的单片机.这些无线单片机适合一般的点对点和点对多点的私有网络应用,如单一产品的遥控器和抄表装置等。无线通讯技术给智能装置的互连互通提供了便捷的途径,工业无线网络作为面向工业和家庭自动化的网络技术也正在向着智能,标准和节能方向发展。 目前在工业控制和消费电子领域使用的无线网络技术有ZigBee、无线局域网(Wi-Fi)、蓝牙(Blutooth)、GPRS通用分组无线业务、 ISM、IrDA等, 未来还能有3G、超宽频(UWB)、无线USB、Wimax等。 当然还有大量的私有和专用无线网络在工业控制和消费电子装置中使用,其中ZigBee、GPRS是在目前在国内工业控制中讨论和使用比较多的两种,蓝牙和无线局域网是在消费电子产品如手机、耳机、打印机、照相机和家庭中小企业网络中广泛使用的无线协议(个别工业产品也有应用,如无线视频监控和汽车音响系统),当然私有无线网络技术和产品在工业也有很多的应用。 ZigBee是一个低功耗、短距离和低速的无线网络技术,工作在2.4GHz国际免执照的频率,在IEEE标准上它和无线局域网、蓝牙同属802家族中的无线个人区域网络, ZigBee是有两部分组成,物理和链路层符合IEEE802.15.4, 网络和应用层符合ZigBee联盟的规范。ZigBee联盟是在2002年成立的非盈利组织,有包括TI、霍尼威尔、华为在内两百多家成员, ZigBee联盟致力推广兼容802.15.4和ZigBee协议的平台, 制定网络层和应用架构的公共规范,希望在楼宇自动化、居家控制、家用电器、工业自动控制和电脑外设等多方面普及ZigBee标准。 GPRS是在现有的GSM 网络发展出来的分组数据承载业务,它工作在标准的GSM频率,由于是一个分组交换系统,它适合工业上的突发,少量的数据传输,还因为GSM网络覆盖广泛,永远在线的特点,GPRS特点适合工业控制中的远程监控和测量系统。在工业控制应用中GPRS 芯片一般是以无线数传模块形式出现的,它通过RS232全双工接口和单片机连接,软件上这些模块都内置了GPRS,PPP和TCP/IP协议,单片机侧通过AT指令集向模块发出测试,连接和数据收发指令,GPRS模块通过中国移动cmnet进入互联网和其他终端或者服务器通讯。目前市场常见的模块有西门子G24TC45、TC35i,飞思卡尔G24,索爱GR47/48, 还有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模块WMP50/100。GPRS模块有区分自带TCP/IP协议和不带协议两种,一般来讲,如果是单片机侧有嵌入式操作系统和TCP/IP协议支持的话或者应用的要求只是收发短信和语音功能的话,可以选择不带协议的模块。 先进的SoC技术正在无线应用领域发挥重要的作用。德州仪器收购了Chipcon公司以后发布的CC2430 是市场上首款SoC的ZigBee单片机, 见图1,它把协议栈z-stack集成在芯片内部的闪存里面, 具有稳定可靠的CC2420收发器,增强性的8051内核,8KRAM,外设有I/O 口,ADC,SPI,UART 和AES128 安全协处理器,三个版本分别是32/64/128K的闪存,以128K为例,扣除基本z-stack协议还有3/4的空间留给应用代码,即使完整的ZigBee协议,还有近1/2的空间留给应用代码,这样的无线单片机除了处理通讯协议外,还可以完成一些监控和显示任务。这样无线单片机都支持通过SPI或者UART与通用单片机或者嵌入式CPU结合。 2008年4月发表CC2480新一代单片ZibBee认证处理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗单片机结合的例子。图1 CC2430应用电路 工业控制领域的另一个芯片巨头——飞思卡尔的单片ZigBee处理器MC1321X的方案也非常类似,集成了HC08单片机核心, 16/32/64K 闪存,外设有GPIO, I2C和ADC, 软件是Beestack 协议,只是最多4K RAM 对于更多的任务显得小了些。但是凭借32位单片机Coldfire和系统软件方面经验和优势, 飞思卡尔在满足用户应用的弹性需求方面作的更有特色,它率先能够提供从低-中-高各个层面的解决方案,见图2。
上传时间: 2013-11-02
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设计并实现精准农业无线传感器网路,用于监测农作物生长环境。用高性能、超低功耗单片机MSP430F149设计温湿度和光照强度传感器节点;用高性能32位ARM处理器LM3S6918设计汇聚节点,采用无线射频器件CC1000实现数据的无线收发;针对汇聚节点能量不限的特点,改进传统MAC协议,提出并实现了一种新的MAC层通信协议。实验证明,该网络具有生命周期长、稳定性好的优点,可以满足精准农业的环境监测要求。
上传时间: 2013-11-25
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针对某些特殊场合的温度不宜采用有线检测的问题,本课题开发了一种基于ZigBee技术的无线温度传感器网络系统。重点介绍了基于ZigBee技术的无线温度传感器网络系统节点的硬件设计,系统节点主要包括由SPI总线控制的无线射频芯片UZ2400,以及单总线控制的温度传感器。各节点中单片机通过对SPI总线、RS232总线以及单总线器件的控制,让不同的总线器件充分发挥各自的优势,给出了无线传感器系统的发射、接收节点的设计过程。
上传时间: 2013-11-20
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ZigBee是一种能满足低功耗、低复杂度、低成本的新的无线通信技术,文中针对ZigBee的技术特点和SMT厂房的特殊的环境要求,提出了一种基于ZigBee无线传感网络的温湿度监控系统。本系统以射频芯片CC2530为核心,搭建了系统网络的硬件平台,并在ZigBee2007协议栈基础上进行了系统软件流程设计。经过试验,系统组网灵活,控制精度较高,对厂房的温湿度智能化、统一化的管理有着重要的实际意义。
上传时间: 2013-11-05
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介绍了MIMO的基本原理,并在此基础上对MIMO在不同移动通信系统中的应用进行了阐述,最后介绍了R&S公司的相应测试解决方案。 1 引言 对于所有的无线通信系统而言,无论是3GPP UMTS这样的移动无线网络,还是像WLAN那样的无线局域网,除了通过高阶调制或更大的信号带宽这样传统的方式来提高数据速率以外,还可以通过多天线技术来提高信道的容量。作为未来移动通信的必选项目,MIMO已经引起了更多的关注,而对于MIMO系统的实现和测试,也成为通信行业的热点及难点。本文在介绍MIMO的基本原理以及在MIMO不同移动通信标准表现形式的基础上,介绍R&S公司提供的相应测试解决方案,可以满足不同客户、不同标准及不同阶段的MIMO系统测试需求。 2 MIMO基本原理 根据不同的传输信道类型,可以在无线系统中使用相应的分集方式。目前,主要的分集方式包括时间分集(不同的时隙和信道编码)、频率分集(不同的信道、扩频和OFDM)以及空间分集等。多天线系统利用的就是空间方式,而MIMO作为典型的多天线系统,可以明显提高传输速率。而在实际的无线系统中,可以根据实际情况使用一种或者多种分集方式。
上传时间: 2013-12-26
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随着WIFI技术的发展,无线AP数量的增加,高效、方便的无线网络得到快速普及。为了给园区内游客提供方便快捷的位置服务,同时,由于WIFI信号的不稳定造成定位不准确的原因;通过模仿移动终端移动过程中无线信号的识别过程,确保定位的准确性,提出了基于WINCE下WIFI定位的阈值判决策略,通过模仿此过程的实验,得出数据并验证了阈值判决策略是可以提高定位的准确性的。
上传时间: 2014-12-29
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