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线性卷积

  • 图像处理算法研究及硬件设计

    随着图像分辨率的越来越高,软件实现的图像处理无法满足实时性的需求;同时FPGA等可编程器件的快速发展使得硬件实现图像处理变得可行。如今基于FPGA的图像处理研究成为了国内外的一个热门领域。 本文在FPGA平台上,用Verilog HDL实现了一个研究图像处理算法的可重复配置的硬件模块架构,架构包括PC机预处理和通信软件,控制模块,计算单元,存储器模块和通信适配模块五个部分。其中的计算模块负责具体算法的实现,根据不同的图像处理算法可以独立实现。架构为计算模块实现了一个可添加、移出接口,不同的算法设计只要符合该接口就可以方便的加入到模块架构中来进行调试和运行。 在硬件架构的基础上本文实现了排序滤波,中值滤波,卷积运算及高斯滤波,形态学算子运算等经典的图像处理算法。讨论了FPGA的图像处理算法的设计方法及优化策略,通过性能分析,FPGA实现图像处理在时间上比软件处理有了很大的提高;通过结果的比较,发现FPGA的处理结果达到了软件处理几乎同等的效果水平。最后本文在实现较大图片处理和图像处理窗口的大小可配置性方面做了一定程度的讨论和改进,提高了算法的可用性,同时为进一步的研究提供了更加便利的平台。 整个设计都是在ISE8.2和ModelSim第三方仿真软件环境下开发的,在xilinx的Spartan-3E XC3S500E硬件平台上实现。在软件仿真过程中利用了ISE8.2自带仿真工具和ModelSim结合使用。 本课题为制造FPGA的专用图像处理芯片做了有益的探索性研究,为实现FPGA为核心处理芯片的实时图像处理系统有着积极的作用。

    标签: 图像处理 算法研究 硬件设计

    上传时间: 2013-05-30

    上传用户:水瓶kmoon5

  • 中频数字相关解扩器研究与工程实现

    本文从工程设计和应用出发,根据某机载设备直接序列扩频(DS-SS)接收机声表面波可编程抽头延迟线(SAW.P.TDL)中频相关解扩电路的指标要求,提出了基于FPGA器件的中频数字相关解扩器的替代设计方案,通过理论分析、软件仿真、数学计算、电路设计等方法和手段,研制出了满足使用环境要求的工程化的中频数字相关器,经过主要性能参数的测试和环境温度验证试验,并在整机上进行了试验和试用,结果表明电路性能指标达到了设计要求。对工程应用中的部分问题进行了初步研究和分析,其中较详细地分析了SAW卷积器、SAW.P.TDL以及中频数字相关器在BPSK直扩信号相关解扩时的频率响应特性。 论文的主要工作在于: (1)根据某机载设备扩频接收机基于SAW.P.TDL的中频解扩电路要求,进行理论分析、电路设计、软件编程,研制基于FPGA器件的中频数字相关器,要求可在扩频接收机中原位替代原SAW相关解扩电路; (2)对中频数字相关器的主要性能参数进行测试,进行了必要的高低温等环境试验,确定电路是否达到设计指标和是否满足高低温等环境条件要求; (3)将基于FPGA的中频数字相关器装入扩频接收机,与原SAW.P.TDL中频解扩电路置换,确定与接收机的电磁兼容性、与中放电路的匹配和适应性,测试整个扩频接收机的灵敏度、动态范围、解码概率等指标是否满足接收机模块技术规范要求; (4)将改进后的扩频接收机装入某机载设备,测试与接收机相关的性能参数,整机进行高低温等主要环境试验,确定电路变化后的整机设备各项指标是否满足其技术规范要求; (5)通过对基于FPGA的中频数字相关器与SAW.P.TDL的主要性能参数进行对比测试和分析,特别是电路对频率偏移响应特性的对比分析,从而得出初步的结论。

    标签: 中频 数字 工程实现

    上传时间: 2013-06-22

    上传用户:徐孺

  • 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

  • 有线数字电视广播系统信道编码

    随着数字电视全国范围丌播时间表的临近,数字电视技术得到很大发展,数字电视信号在信源基带数据和信道传输等方面已经进一步标准化,数字电视传播途径也越来越广,在卫星、地面及有线电视网中传输数字电视信号得到迅速发展。借着2008年奥运的东风,数字电视领域的应用研究方兴未艾。 本课题目的是完成有线数字电视广播系统的重要设备--调制器的设计和实现,核心器件选用FPGA芯片。系统硬件实现以国家标准GY/T 170-2001(有线数字电视广播信道编码与调制规范)为主要依据,以Xilinx公司的Virtex系列(Virtex 4,Virtex 5)芯片及相关开发板(ML402、ML506)为平台,主要任务是基于相关标准对其实用技术进行研究和开发。完成了信道编码和调制的模块划分、Verilog HLD程序的编写(或IP核的调用)和仿真以及在板调试和联调等工作,设计目的是在提高整个系统集成度的前提下实现多频点调制。 本文在研究现有数字电视网络技术和相关产品的基础上,以国标GY/T170-2001为主要依据并参阅了其他的相关标准,提出了多频点QAM调制器的实现方案。整个工作包括:模块划分,完成了基带物理接口(输入)、包头反转与随机化、RS编码、卷积交织、码流变换、差分编码、星座映射、基带成型(包括Nyquist滤波器、半带滤波器、CIC滤波器的设计或模块调用)、高端DAC的配置(输出)等模块的Verilog HLD程序的编写(或者IP核调用)和仿真等工作;成功进行了开发板板级调试,调试的过程中充分利用Xilinx公司的开发板和调试软件ChipScope,成功设计了验证方案并进行了模块验证;最后进行了各模块联调工作,设计了系统验证方案并成功完成对整个系统的验证工作。 经测试表明,该系统主要性能达到国家相关标准GY/T 198-2003(有线数字电视广播QAM调制器技术要求和测量方法)规定的技术指标,可以进入样机试生产环节。

    标签: 有线数字电视 广播系统 信道编码

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:jiangfire

  • 基于MATLAB数字信号处理论文最终

    随着信息技术的不断发展,数字信号处理已成为一个极其重要的学科和技术领域,在通信、语音、图像、遥感、生物工程等众多领域得到了广泛的应用。数字信号处理的核心内容主要是信号的获取、传输和处理、识别及综合等。信号是信息的载体,系统是信息处理的手段。因此,为了更好的研究信号和系统的基本理论与方法,使同学们更好地理解和掌握数字信号处理的理论知识,在实验过程中,借助MATLAB这个平台来进行辅助设计。 MATLAB的GUIDE是专门用于图形用户界面的快速开发环境,本设计利用MATLAB的GUIDE工具箱制作了一套辅助“数字信号处理”课程教学的实验软件包。该实验软件包是由一系列形象的图形用户界面组成,每个界面以坐标窗口、弹出框、按键、动态文本框等为基本部分,构建了较为完善和友好的人机交互方式,使用便捷。该系统的形象直观,总体界面友好,具有开放性,便于学生对所学理论知识的理解,大大提高教学的效果和效率。 本文首先简要介绍了数字信号处理和MATLAB的相关知识,然后着重阐述了该实验软件包的组成及设计思路、方法,最后说明了软件的调试和测试过程。本教学实验软件包基本是按照国家十一五教材《数字信号处理(第3版)》(高西全,丁玉梅等)的编写思路进行总体设计的,整个构架包括六个核心部分:基本信号的产生、序列的基本运算、离散傅立叶变换、Z变换和逆Z变换、卷积运算和数字滤波器(IIR数字滤波器和FIR数字滤波器)的设计。较好的契合了教学内容,对理论课程的辅助效果明显。

    标签: MATLAB 数字信号处理 论文

    上传时间: 2013-11-10

    上传用户:我累个乖乖

  • 数字信号处理实践方法

    《数字信号处理实践方法(第二版)》根据实际工程应用和具体实例,详细介绍了数字信号处理(DSP)领域内的基本概念和相关技术。全书共分为14章,首先讲解了DSP的基本概念及其应用,并从实际的例子出发,阐述了DSP的一些基本内容,如信号的抽样、量化及其在实时DSP上的内涵。然后,作者介绍了离散变换(DFT和FFT),离散时间信号与系统分析的工具(z变换),以及DSP的基本运算(相关和卷积),并分析了数字滤波器设计的实际问题。《数字信号处理实践方法(第二版)》还介绍了多抽样率数字信号处理、自适应数字滤波器、谱估计及其分析等现代数字信号处理理论,最后讨论了通用和专用数字信号处理器、定点DSP系统有限字长效应分析及DSP的应用和设计实例。另外,书中还提供了有关范例和实验的MATLAB实现方法。   《数字信号处理实践方法(第二版)》可作为通信与电子信息类专业高年级本科生和研究生的教材或教学参考书,而且对于相关学科的工程技术人员也具有很好的参考价值。

    标签: 数字信号处理 实践

    上传时间: 2013-12-30

    上传用户:assef

  • 基于FPGA实现固定倍率的图像缩放

    基于FPGA硬件实现固定倍率的图像缩放,将2维卷积运算分解成2次1维卷积运算,对输入原始图像像素先进行行方向的卷积,再进行列方向的卷积,从而得到输出图像像素。把图像缩放过程设计为一个单元体的循环过程,在单元体内部,事先计算出卷积系数。

    标签: FPGA 倍率 图像

    上传时间: 2013-12-03

    上传用户:fudong911

  • 信号处理实验室

    NI开发,针对信号处理、信号与系统、通讯原理等课程量身订做的课程套件,其中包括了卷积、混叠、窗函数分析、栅栏效应、IIR、FIR、AM/FM调制、倒谱等等50多个从基础到高级的信号处理知识点的演示程序。有助于教学演示使用,帮助学生理解。

    标签: 信号处理 实验室

    上传时间: 2013-12-25

    上传用户:ainimao

  • 无人机高速遥测信道中OFDM峰均比抑制性能研究

    OFDM是无人机高速遥测信道中的主要传输技术之一,但是OFDM系统的主要缺陷之一是具有较高的峰均比。文中研究了一种信道纠错编码与迭代限幅滤波算法(Repeated Clipping and Filtering,RCF)相结合的峰均比抑制方案。仿真结果表明,RCF算法能够实现峰均比的有效抑制,卷积编码和Turbo编码能够有效抑制RCF算法产生的限幅噪声,降低系统误码率。

    标签: OFDM 无人机 信道 峰均比

    上传时间: 2013-10-09

    上传用户:sunshie

  • 通信系统中Viterbi译码的Matlab仿真与实现

    文中提出的卷积码译码Matlab仿真方案,旨在用Viterbi译码实现对卷积码译码的功能。仿真结果表明,维特比是一种良好的译码方式。

    标签: Viterbi Matlab 通信系统 译码

    上传时间: 2013-11-16

    上传用户:gai928943