隨著TD—SCDMA技術的不斷發(fā)展,TD—SCDMA系統產品也逐步成熟并隨之完善。產品家族日益豐富,室內型宏基站、室外型宏基站、分布式基站(BBU+RRU)、微基站等系列化基站產品逐步問世,可以滿足不同場景的建網需求。而分布式基站(BBU+RRU)越來越多地受到業(yè)界的關注和重視。 本文主要從TD—SCDMA頻點拉遠系統(RRU)和軟件無線電技術的發(fā)展入手,重點研究TD—SCDMA頻點拉遠系統的FPGA設計與實現。TD—SCDMA通信系統通過靈活分配不同的上下行時隙,實現業(yè)務的不對稱性,但是多路數字中頻所構成的系統成本高和控制的復雜性,以及TDD雙工模式下,系統的峰均比隨時隙數增加而增加,對整個頻點拉遠系統的前端放大器線性輸入提出了很高的要求。TD—SCDMA系統使用軟件無線電平臺,一方面軟件算法可以有效保證時隙分配的準確性,保證對前端控制器的開關控制,以及對上下行功率讀取計算和子幀的靈活提取,另一方面靈活的DUC/CFR算法可以有效的提高頻帶利用率和抗干擾能力,有效的控制TDD系統的峰均比,有效降低系統對前端放大器線性輸出能力的要求。 本文主要研究軟件無線電中DUC和CFR的關鍵技術以及FPGA實現,DUC主要由3倍FIR內插成型濾波器、2倍插值補償濾波器以及5級CIC濾波器級聯組成;而CFR主要采用類似基帶削峰的加窗濾波的中頻削峰算法,可以降低相鄰信道的溢出,更有效的降低CF值。將DUC/CFR以單片FPGA實現,能很好提高RRU性能,減少其硬件結構,降低成本,降低功耗,增加外部環(huán)境的穩(wěn)定性。
上傳時間: 2013-07-20
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隨著3G網絡建設的展開,移動用戶數量逐漸增加,用戶和運營商對網絡的質量和覆蓋要求也越來越高。而在實際工作中,基站成本在網絡投資中占有很大比例,并且基站選址是建網的主要難題之一。同基站相比,直放站以其性價比高、建設周期短等優(yōu)點在我國移動網絡上有著大量的應用。目前,直放站已成為提高運營商網絡質量、解決網絡盲區(qū)或弱區(qū)問題、增強網絡覆蓋的主要手段之一。但由于傳統的模擬直放站受周邊環(huán)境因素影響較大、抗干擾能力較差、傳輸距離受限、功放效率低,同時設備間沒有統一的協議規(guī)范,無法滿足系統廠商與直放站廠商的兼容,所以移動通信市場迫切需要通過數字化來解決這些問題。 本文正是以設計新型數字化直放站為目標,以實現數字中頻系統為研究重心,圍繞數字中頻的相關技術而展開研究。 文章介紹了數字直放站的研究背景和國內外的研究現狀,闡述了數字直放站系統的設計思想及總體實現框圖,并對數字直放站數字中頻部分進行了詳細的模塊劃分。針對其中的數字上下變頻模塊設計所涉及到的相關技術作詳細介紹,涉及到的理論主要有信號采樣理論、整數倍內插和抽取理論等,在理論基礎上闡述了一些具體模塊的高效實現方案,最終利用FPGA實現了數字變頻模塊的設計。 在數字直放站系統中,降低峰均比是提高功放工作效率的關鍵技術之一。本文首先概述了降低峰均比的三類算法,然后針對目前常用的幾種算法進行了仿真分析,最后在綜合考慮降低峰均比效果與實現復雜度的基礎上,提出了改進的二次限幅算法。通過仿真驗證算法的有效性后,針對其中的噪聲整形濾波器提出了“先分解,再合成”的架構實現方式,并指出其中間級窄帶濾波器采用內插級聯的方式實現,最后整個算法在FPGA上實現。 在軟件無線電思想的指導下,本文利用系統級的設計方法完成了WCDMA數字直放站中頻系統設計。遵照3GPP等相關標準,完成了系統的仿真測試和實物測試。最后得出結論:該系統實現了WCDMA數字直放站數字中頻的基本功能,并可保證在現有硬件不變的基礎上實現不同載波間平滑過渡、不同制式間輕松升級。
上傳時間: 2013-07-07
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數據采集系統是信號與信息處理系統中不可缺少的重要組成部分,同時也是軟件無線電系統中的核心模塊,在現代雷達系統以及無線基站系統中的應用越來越廣泛。為了能夠滿足目前對軟件無線電接收機自適應性及靈活性的要求,并充分體現在高性能FPGA平臺上設計SOC系統的思路,本文提出了由高速高精度A/D轉換芯片、高性能FPGA、PCI總線接口、DB25并行接口組成的高速數據采集系統設計方案及實現方法。其中FPGA作為本系統的控制核心和傳輸橋梁,發(fā)揮了極其重要的作用。通過FPGA不僅完成了系統中全部數字電路部分的設計,并且使系統具有了較高的可適應性、可擴展性和可調試性。 在時序數字邏輯設計上,充分利用FPGA中豐富的時序資源,如鎖相環(huán)PLL、觸發(fā)器,緩沖器FIFO、計數器等,能夠方便的完成對系統輸入輸出時鐘的精確控制以及根據系統需要對各處時序延時進行修正。 在存儲器設計上,采用FPGA片內存儲器。可根據系統需要隨時進行設置,并且能夠方便的完成數據格式的合并、拆分以及數據傳輸率的調整。 在傳輸接口設計上,采用并行接口和PCI總線接口的兩種數據傳輸模式。通過FPGA中的宏功能模塊和IP資源實現了對這兩種接口的邏輯控制,可使系統方便的在兩種傳輸模式下進行切換。 在系統工作過程控制上,通過VB程序編寫了應用于PC端的上層控制軟件。并通過并行接口實現了PC和FPGA之間的交互,從而能夠方便的在PC機上完成對系統工作過程的控制和工作模式的選擇。 在系統調試方面,充分利用QuartuslI軟件中自帶的嵌入式邏輯分析儀SignalTaplI,實時準確的驗證了在系統整個傳輸過程中數據的正確性和時序性,并極大的降低了用常規(guī)儀器觀測FPGA中眾多待測引腳的難度。 本文第四章針對FPGA中各功能模塊的邏輯設計進行了詳細分析,并對每個模塊都給出了精確的仿真結果。同時,文中還在其它章節(jié)詳細介紹了系統的硬件電路設計、并行接口設計、PCI接口設計、PC端控制軟件設計以及用于調試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法,并且也對系統的仿真結果和測試結果給出了分析及討論。最后還附上了系統的PCB版圖、FPGA邏輯設計圖、實物圖及注釋詳細的相關源程序清單。
上傳時間: 2013-07-09
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發(fā)光二極體(Light Emitting Diode, LED)為半導體發(fā)光之固態(tài)光源。它成為具省電、輕巧、壽命長、環(huán)保(不含汞)等優(yōu)點之新世代照明光源。目前LED已開始應用於液晶顯示
上傳時間: 2013-04-24
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本論文是以GSM基站系統為對象研究了軟件無線電思想在移動通信中應用的可行性,通過構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺,用軟件來完成各種功能。 本文首先從整體上介紹了GSM移動通信系統及其實現過程,通過大量的Matlab仿真詳細論述了GSM蜂窩通信系統中的語音編碼、信道編碼、交織、加密、調制等技術。 其次,文中介紹了GSM信道編碼規(guī)則,其中重點闡述了CRC、卷積碼和交織碼的基本原理和算法實現,并完成了三者編碼譯碼的軟件設計,采用FPGA技術實現并驗證了設計的正確性。 最后,對GMSK調制和解調的原理及特點進行論述,并提出了軟件實現的可行性方案,為下一步的軟件設計打下了堅實的基礎。硬件試驗平臺是軟件實現的基礎,因此,文中進行了詳細的分析與設計,并給出了部分電路設計圖,對相關課題的研究具有一定的指導意義和參考價值。
上傳時間: 2013-04-24
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本文提出的煤礦安全系統由基站、基站控制器、控制中心和安全信息終端組成。本系統能夠實時動態(tài)監(jiān)測瓦斯等有害氣體濃度,能夠人機聯防監(jiān)測礦道中可能存在的安全隱患。井下采用CAN有線網絡和Zigbee無線網絡相結合的混合組網方式,通過礦工攜帶的安全信息終端使監(jiān)測網延伸到每個采掘工作面,實現動態(tài)跟蹤。控制中心通過友好的人機界面可以查看瓦斯?jié)舛取囟取穸鹊淖钚聰祿c歷史數據,還可以查看報警記錄,并把這些數據以曲線圖的形式直觀的顯示出來。 基站和基站控制器是以ARM系列LPC2119微處理器為核心設計的,完成安全信息終端和控制中心之間的通信任務。基站和安全信息終端采用了基于Zigbee技術的SZ05系列嵌入式無線收發(fā)模塊進行組網通信,采用MC14LC5480語音芯片實現系統的語音功能,基于LPC2119內置的CAN控制器輔以P82C250收發(fā)器實現多基站間的網絡連接。基站控制器通過CAN總線與基站組網通信,監(jiān)測基站工作狀態(tài),協調各基站與移動終端之間的信息傳輸,通過RS232與控制中心PC機進行信息交互。在此硬件平臺的基礎上,給出了基于LPC2119微處理器下的軟件設計過程,包括初始化、無線通信模塊的通信協議制定和通信程序設計、語音功能的軟件設計及編程、基站和基站控制器的通信協議制定和主程序設計、系統監(jiān)控程序設計及控制中心PC機端人機界面設計等。 經多次調試,實現了控制中心PC機接收安全信息終端檢測的環(huán)境參數數據并判斷瓦斯?jié)舛仁欠癯蓿€實現了通過人機界面查詢數據、查看曲線圖以及發(fā)送命令等。
上傳時間: 2013-07-14
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本文以太陽能割草機器人為研究對象,以經濟實用為研究目標,主要研究了太陽能割草機器人的定位行走、能量管理、基于ARM的控制硬件構成和軟件設計以及嵌入式數據庫系統構建等關鍵技術。 全區(qū)域覆蓋路徑規(guī)劃一直是智能割草機研究的一個難點,本課題從相對定位入手,提出了一種以基站為參考原點建立全局坐標的方法,其為路徑規(guī)劃提供了準確的定位,消除了在路徑規(guī)劃過程中誤差的積累。根據太陽能電池板及蓄電池混合供能的特點設計了能量的人工智能決策系統-Agent反應型決策系統,為能量的供應提供了優(yōu)化的決策算法。控制系統是體現太陽能割草機器人智能化水平的關鍵部分,根據應用要求,結合結構簡單實用的理念,設計了太陽能割草機器人基于ARM中心控制模塊、電機控制模塊、傳感器系統以及定位系統模塊的硬件部分。在硬件設計的基礎上設計了操作系統以及嵌入式數據庫系統,并給出了每個模塊具體的算法。 本文主要研究的太陽能割草機器人控制系統,提供了一套低成本、切實可行的設計方案,具有一定的理論意義和實用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著對高處理能力、網絡通信、實時多任務,超低功耗這些需求的增長,傳統8位處理器已經不能滿足新產品的要求了,高端嵌入式處理器已經得到了普遍的重視和應用.ARM是目前嵌入式領域應用最廣泛的RISC微處理器結構,該文研究了基于ARM處理器的嵌入式系統的開發(fā),介紹了利用一款ARM微處理器和FPGA設計的四路E1中繼板卡的硬件結構和工作原理,并在這個硬件平臺上進行軟件開發(fā)的過程.該四路E1收發(fā)器能夠提供四條E1鏈路,把帶寬從2Mbps提高到8Mbps,能夠同時負載120個用戶的通信,解決了數字環(huán)路系統中卡槽數目限制的問題.目前,建立在G. 703基礎上的El接口在分組網、幀中繼網、GSM移動基站及軍事通信中得到廣泛的應用,傳送語音信號、數據、圖像等業(yè)務.文中首先分析了當前數字環(huán)路系統的發(fā)展現狀和趨勢,隨著網絡通信的用戶數目及信息量的猛增,拓寬數據傳輸的通道是一項研究熱點,這是開發(fā)四路E1收發(fā)器的一個目的.接著敘述了數字環(huán)路系統的結構和工作原理,即四路E1收發(fā)器的應用環(huán)境,著重介紹了四路E1板卡在整個系統中所扮演的角色和嵌入式處理器ARM的體系結構和特點,鑒于數據傳輸中對時鐘的要求比較嚴格,該文還介紹了FPGA技術,應用它主要是為系統提供各個精確的時鐘.然后,在分析了四路E1收發(fā)器的工作原理和比較了各類處理器特點的基礎上,提出了四路E1收發(fā)器的硬件設計,分別介紹了時鐘模塊、系統接口電路、存儲系統模塊、四通道E1合成器模塊、CPU模塊以及時隙交換模塊.接著,在研究分析了G.703和G.704等通信協議后,再根據系統要求提出了四路E1收發(fā)器的軟件設計.先介紹了實時操作系統RTXC,詳細闡述了ARM處理器啟動代碼程序的設計,然后給出了在此操作系統下軟件設計的整體結構,分四個任務分別闡述此軟件功能,其中詳細介紹了信令處理模塊、接口中斷處理模塊、系統運行監(jiān)測模塊和RC消息LC消息處理模塊.最后介紹了軟件和硬件的調試方法以及設計過程中的調試開發(fā)過程,整個系統設計完成后,經過反復調試、測驗已達到了預期的效果,現正投入使用中.
上傳時間: 2013-04-24
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本文首先在介紹多用戶檢測技術的原理以及系統模型的基礎上,對比分析了幾種多用戶檢測算法的性能,給出了算法選擇的依據。為了同時克服多址干擾和多徑干擾,給出了融合多用戶檢測與分集合并技術的接收機結構。 接著,針對WCDMA反向鏈路信道結構,介紹了擴頻使用的OVSF碼和擾碼,分析了擾碼的延時自相關特性和互相關特性,指出了存在多址干擾和多徑干擾的根源。在此基礎上,給出了解相關檢測器的數學公式推導和結構框圖,并仿真研究了用戶數、擴頻比、信道估計精度等參數對系統性能的影響。 常規(guī)的干擾抵消是基于chip級上的抵消,需要對用戶信號重構,因此具有較高的復雜度。在解相關檢測器的基礎上,衍生出符號級上的干擾抵消。通過仿真,給出了算法中涉及的干擾抑制控制權值、干擾抵消級數等參數的最佳取值,并進行了算法性能比較。仿真結果驗證了該算法的有效性。 最后,介紹了WCDMA系統移動臺解復用技術的硬件實現,在FPGA平臺上分別實現了與基站和安捷倫8960儀表的互聯互通。
上傳時間: 2013-07-29
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本論文是以GSM基站系統為對象研究了軟件無線電思想在移動通信中應用的可行性,通過構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺,用軟件來完成各種功能。 本文首先從整體上介紹了GSM移動通信系統及其實現過程,通過大量的Matlab仿真詳細論述了GSM蜂窩通信系統中的語音編碼、信道編碼、交織、加密、調制等技術。 其次,文中介紹了GSM信道編碼規(guī)則,其中重點闡述了CRC、卷積碼和交織碼的基本原理和算法實現,并完成了三者編碼譯碼的軟件設計,采用FPGA技術實現并驗證了設計的正確性。 最后,對GMSK調制和解調的原理及特點進行論述,并提出了軟件實現的可行性方案,為下一步的軟件設計打下了堅實的基礎。硬件試驗平臺是軟件實現的基礎,因此,文中進行了詳細的分析與設計,并給出了部分電路設計圖,對相關課題的研究具有一定的指導意義和參考價值。
上傳時間: 2013-07-11
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