以嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)為核心的嵌入式技術(shù),已在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用日益普及,信息共享的程度不斷提高,傳統(tǒng)的串行通訊和并行通訊方式的缺點(diǎn)日益凸出,嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。Forrester Research的研究顯示,到2010年,將有95%的連網(wǎng)設(shè)備不再是傳統(tǒng)的計算機(jī),而是帶網(wǎng)絡(luò)功能的嵌入式系統(tǒng)。 本文根據(jù)在PC104系統(tǒng)下實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能的成功案例,構(gòu)建了基于ARM7微處理器和uCLinux操作系統(tǒng)的實驗平臺,完成了網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計,并實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信功能。 本文采用PHILIPS公司的LPC2210微控制器作為主控芯片,采用高度集成的以太網(wǎng)芯片RTL8019AS作為網(wǎng)絡(luò)接口。選擇Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行裁剪和移植,分析并實現(xiàn)了嵌入式TCP/IP協(xié)議棧。編寫了底層網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序,實現(xiàn)了嵌入式硬件平臺和PCLinux系統(tǒng)之間的基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸;同時實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)同WindowsXP系統(tǒng)之間的基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸;通過對比實驗,對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和算法進(jìn)行了研究和優(yōu)化,完善了ARM嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能。 大量的數(shù)據(jù)傳輸及可靠性測試實驗表明,本文所設(shè)計的嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)功能在可靠性、可用性及操作方便性方面都達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo),具有實際的應(yīng)用價值!
標(biāo)簽: ARM 嵌入式系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)傳輸
上傳時間: 2013-07-19
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嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)已成為IT產(chǎn)業(yè)的主流發(fā)展方向之一,在不同應(yīng)用領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)中,都涉及到的一個共性關(guān)鍵技術(shù)是:嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺的研究與設(shè)計。 本文密切結(jié)合實際科研項目,采用軟、硬件協(xié)同設(shè)計的研究方法,設(shè)計了一套基于ARM微處理器架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺,為應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)者完成了大部分共性的底層設(shè)計工作,并針對現(xiàn)代酒店客房管理與控制系統(tǒng)的功能要求,以此平臺為基礎(chǔ),開發(fā)了一個樓層機(jī)控制系統(tǒng),并成功運(yùn)用于深圳某國際大酒店的客房控制系統(tǒng)中,驗證了本文研發(fā)成果的有效性和推廣應(yīng)用價值。 論文首先分析了當(dāng)前國內(nèi)外嵌入式系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,然后研究了基于S3C44BOX開發(fā)板的硬件設(shè)計和實現(xiàn)過程,分別給出了電源模塊、MCU核心模塊、存儲器模塊、I/O接口模塊、通信接口模塊、調(diào)試以及系統(tǒng)擴(kuò)展接口等主要模塊的設(shè)計方法和電氣原理圖;使用CPLD實現(xiàn)了多功能JTAG調(diào)試器,在SDT環(huán)境下完成了硬件調(diào)試工作;研究了嵌入式操作系統(tǒng)的移植技術(shù),針對VxWorks操作系統(tǒng)下載與應(yīng)用,開發(fā)了適用于S3C44BOX的板級支持包,成功完成了BootRom和VxWorks兩種映像的生成和加載;在論文的最后,研究了本平臺在酒店客房控制系統(tǒng)中的實際應(yīng)用方法,設(shè)計其作為樓層機(jī)的實現(xiàn)方案,討論了網(wǎng)絡(luò)通信與控制的工作原理,并給出了主要程序的流程圖。
標(biāo)簽: ARM 架構(gòu) 嵌入式 平臺設(shè)計
上傳時間: 2013-06-02
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隨著計算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)廣泛地滲透到各行各業(yè)及人們?nèi)粘I畹姆椒矫婷嬷小S捎谇度胧较到y(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加,嵌入式操作系統(tǒng)成為了嵌入式系統(tǒng)中最重要的組成部分。在各種嵌入式操作系統(tǒng)中,Linux憑借其性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)清晰、平臺支持廣泛、網(wǎng)絡(luò)支持強(qiáng)勁及開放源代碼等多方面的優(yōu)勢,被嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者廣泛的采用。同時隨著近幾年來國內(nèi)嵌入式領(lǐng)域發(fā)展非常迅速,其中32位ARM處理器結(jié)構(gòu)體系的嵌入式CPU在商用領(lǐng)域、工控領(lǐng)域和軍用領(lǐng)域都得到了廣泛使用。 近幾年隨著無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息采集和處理技術(shù)的飛速發(fā)展,出現(xiàn)了低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器節(jié)點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是隨著傳感器節(jié)點(diǎn)的發(fā)展而興起的計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一個新的研究領(lǐng)域,它是由一組無線傳感器節(jié)點(diǎn)通過ad-hoc方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò),綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無線通信技術(shù),能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息,并對其進(jìn)行處理,并傳送到需要這些信息的用戶處。這種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)被廣泛地用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐救災(zāi)等領(lǐng)域,具有十分巨大的發(fā)展?jié)摿Γ鹆藢W(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。 目前,手持終端的應(yīng)用范圍主要是在商業(yè)領(lǐng)域,開發(fā)一款適合在工業(yè)現(xiàn)場等無線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控領(lǐng)域的手持終端是本文的初衷。本文從嵌入式系統(tǒng)的角度,采用目前比較流行的ARM9處理器和嵌入式Linux的操作系統(tǒng),闡述手持終端硬件平臺的設(shè)計和軟件的移植方案;接著研究了系統(tǒng)引導(dǎo)程序的原理、設(shè)備驅(qū)動開發(fā)的關(guān)鍵點(diǎn)、根文件系統(tǒng)的制作方法。在此基礎(chǔ)上,分析和移植引導(dǎo)程序U-Boot 1.1.4的實現(xiàn)、無線收發(fā)芯片CC2420的驅(qū)動開發(fā)和幀緩沖驅(qū)動的開發(fā),并針對目標(biāo)平臺的特點(diǎn)完成了文件系統(tǒng)的構(gòu)建;然后介紹了基于Qt/Embedded的圖形界面開發(fā)的基礎(chǔ),最后對本文研究工作進(jìn)行總結(jié)。
標(biāo)簽: ARM 架構(gòu) 無線 數(shù)據(jù)采集與處理
上傳時間: 2013-06-26
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汽車導(dǎo)航及定位是在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS,Global Positioning System)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新型技術(shù)。它是由GPS定位系統(tǒng)、電子地圖、嵌入式系統(tǒng)組成。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)接收GPS所傳送的衛(wèi)星信號,得到車輛的即時位置,通過GPS信號處理系統(tǒng)傳送給CPU,再配合嵌入式系統(tǒng)上的電子地圖,將車輛經(jīng)過的軌跡顯示在顯示屏上。本文設(shè)計了一種汽車導(dǎo)航定位系統(tǒng),以ARM微處理器為核心,移植嵌入式操作系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上繪制電子地圖,顯示車輛運(yùn)行軌跡。主要研究內(nèi)容如下: 完成了車載導(dǎo)航系統(tǒng)總體方案的分析與設(shè)計。分析了多種嵌入式微處理的性能和應(yīng)用。確定了以S3C44BOX為核心構(gòu)建導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺的解決方案,并設(shè)計了導(dǎo)航系統(tǒng)的總體框架。 完成了車載導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺的設(shè)計,包括存儲器系統(tǒng)、通信總線、GPS模塊等接口電路的設(shè)計。根據(jù)高速數(shù)字電路的設(shè)計要求,在雙面板上實現(xiàn)了基于ARM的汽車導(dǎo)航定位系統(tǒng)的PCB布線。編寫了系統(tǒng)初始化代碼,完成了對硬件平臺的調(diào)試工作。 根據(jù)系統(tǒng)的實際情況,選擇了實時多任務(wù)操作系統(tǒng)μC/OS-II和嵌入式圖形用戶界面μC/GUI作為本系統(tǒng)的軟件平臺,完成了兩者在系統(tǒng)硬件平臺上的移植。針對μC/GUI環(huán)境下簡體中文漢字的顯示問題,給出了一種比較完善的解決方案。 介紹了GPS的衛(wèi)星定位原理,以及GPS接收的數(shù)據(jù)格式。在嵌入式圖形用戶界面μC/GUI的基礎(chǔ)上實現(xiàn)車載導(dǎo)航系統(tǒng)LCD上電子地圖的繪制,提出了基于μC/GUI及Maplnfo MIF地圖數(shù)據(jù)格式的電子地圖的設(shè)計與實現(xiàn)方法。實現(xiàn)了矢量電子地圖的顯示、縮放、漫游、圖層管理以及簡單的數(shù)據(jù)查詢導(dǎo)航功能,提出了用邊界檢測算法提高電子地圖漫游時的顯示速度。在此開發(fā)平臺上還實現(xiàn)了GPS定位數(shù)據(jù)的采集、處理,初步完成了定位模塊的部分功能。
上傳時間: 2013-05-22
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無線電子點(diǎn)菜系統(tǒng)是餐館實行信息化管理的一個重要組成部分,該系統(tǒng)的應(yīng)用不僅會給餐飲企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益,而且有利于先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的推廣應(yīng)用,產(chǎn)生良好的社會效益。目前國內(nèi)點(diǎn)菜系統(tǒng)高、低檔產(chǎn)品繁多,但推廣速度十分緩慢,究其原因是缺少適合中國國情的中檔適用產(chǎn)品。本文通過分析國內(nèi)市場現(xiàn)有的各種點(diǎn)菜系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),指出點(diǎn)菜系統(tǒng)的區(qū)別關(guān)鍵在于點(diǎn)菜終端和通訊方式的選擇上,在此基礎(chǔ)上提出了一種適合具體應(yīng)用場合的中檔無線點(diǎn)菜終端解決方案:運(yùn)用嵌入式系統(tǒng)開發(fā)無線點(diǎn)菜終端,運(yùn)用短距離無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 文章首先分析了無線點(diǎn)菜機(jī)的系統(tǒng)組成及功能分配,并在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)各個組成模塊的硬件進(jìn)行設(shè)計。接著分析了觸摸屏數(shù)據(jù)采集的全過程,探討了影響觸摸屏數(shù)據(jù)精度的各種因素,提出了一種“三步法”進(jìn)行數(shù)據(jù)的校正的方法。然后文章對幾種常用的小范圍無線通訊方式進(jìn)行比較,確定采用無線射頻單芯片實現(xiàn)短距離無線通訊,并詳細(xì)闡述了數(shù)據(jù)幀格式和分層次通訊協(xié)議的設(shè)計,通訊系統(tǒng)的模型采、用主站論詢,從站監(jiān)聽的方式。最后是軟件的具體開發(fā),首先研究了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植和Boot Loader啟動代碼的設(shè)計,并成功移植下載到S3C44BOX中,然后在此操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行點(diǎn)菜界面、通訊協(xié)議及關(guān)鍵驅(qū)動的設(shè)計。 本設(shè)計對基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)進(jìn)行終端開發(fā),具有一定的借鑒指導(dǎo)意義,對自助式餐飲業(yè)具有商業(yè)實用價值。同時,作為一款手持式產(chǎn)品,可以隨身攜帶,可以使用于多種支持無線上網(wǎng)的場合,具有一定的市場應(yīng)用前景和商業(yè)實用價值。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式無線 點(diǎn)菜系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-30
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無線局域網(wǎng)(WLAN,Wireless Local Area Network)是未來移動通信系統(tǒng)的重要組成部分.為了滿足用戶高速率、方便靈活的接入互聯(lián)網(wǎng)的需求,WLAN的研究和建設(shè)正在世界范圍內(nèi)如火如荼的展開.由于擺脫了有線連接的束縛,無線局域網(wǎng)具有移動性好、成本低和不會出現(xiàn)線纜故障等特點(diǎn).該文對無線局域網(wǎng)的主流協(xié)議IEEE 802.11a的物理層實現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和分析,并采用可編程ASIC器件FPGA,設(shè)計實現(xiàn)了物理層基帶處理的關(guān)鍵模塊,為今后形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的IP核奠定了基礎(chǔ).該文研究內(nèi)容得到了天津市信息化辦公室"寬帶無線局域網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究"項目經(jīng)費(fèi)的支持.該文在對IEEE 802.11a協(xié)議深入研究的基礎(chǔ)上,提出了物理層的實現(xiàn)方案和功能模塊劃分.重點(diǎn)研究了實現(xiàn)基帶處理的關(guān)鍵模塊:FIR濾波器、卷積碼編碼器以及(2,1,7)Viterbi譯碼器的實現(xiàn)算法和硬件結(jié)構(gòu).在Viterbi譯碼器的設(shè)計中,
標(biāo)簽: Viterbi 80211a 80211 IEEE
上傳時間: 2013-06-19
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在通信系統(tǒng)中,人們一直致力于信息傳輸?shù)挠行院涂煽啃缘难芯浚诺兰m錯編碼技術(shù)一直是人們研究的重點(diǎn)。1993年,Turbo碼的提出,以其接近Shannon極限的優(yōu)異的譯碼性能在編碼界引起了轟動,并成為研究糾錯編碼的熱點(diǎn)課題。經(jīng)過十幾年的研究和發(fā)展,目前,Turbo碼已經(jīng)走向了實用化的道路,如何用硬件實現(xiàn)有效的Turbo碼編譯碼器成為了人們研究的重點(diǎn)。 論文以基于FPGA實現(xiàn)Turbo碼譯碼器為研究目標(biāo),首先分析了Turbo碼的基本編譯碼原理和3GPP標(biāo)準(zhǔn)的Turbo碼編碼結(jié)構(gòu)和交織算法。然后重點(diǎn)分析了MAP譯碼算法,Log-MAP譯碼算法和:Max-Log-MAP譯碼算法,并對三種譯碼算法進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)和計算復(fù)雜度的定量分析比較,對影響Turbo碼譯碼性能的主要因素進(jìn)行了MATLB仿真分析。 論文在深入分析比較上述三種譯碼算法的基礎(chǔ)之上,選擇Max-Log-MAP譯碼算法進(jìn)行了Turbo碼譯碼器的FPGA設(shè)計實現(xiàn)。主要針對FPGA實現(xiàn)的數(shù)據(jù)量化、定點(diǎn)數(shù)據(jù)表示方式、Max-Log-MAP算法子譯碼器關(guān)鍵運(yùn)算單元的FPGA設(shè)計和基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)的Turbo碼譯碼器的內(nèi)交織的FPGA設(shè)計進(jìn)行了深入研究,完成了固定譯碼長度的Turbo碼譯碼器的FPGA設(shè)計實現(xiàn),并利用ModelSim和MATLAB分別對譯碼器進(jìn)行了功能時序驗證和FPGA定點(diǎn)仿真測試。
上傳時間: 2013-07-09
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由于信道中存在干擾,數(shù)字信號在信道中傳輸?shù)倪^程中會產(chǎn)生誤碼.為了提高通信質(zhì)量,保證通信的正確性和可靠性,通常采用差錯控制的方法來糾正傳輸過程中的錯誤.本文的目的就是研究如何通過差錯控制的方法以提高通信質(zhì)量,保證傳輸?shù)恼_性和可靠性.重點(diǎn)研究一種信道編解碼的算法和邏輯電路的實現(xiàn)方法,并在硬件上驗證,利用碼流傳輸?shù)臏y試方法,對設(shè)計進(jìn)行測試.在以上的研究基礎(chǔ)之上,橫向擴(kuò)展和課題相關(guān)問題的研究,包括FPGA實現(xiàn)和高速硬件電路設(shè)計等方面的研究. 糾錯碼技術(shù)是一種通過增加一定的冗余信息來提高信息傳輸可靠性的有效方法.RS碼是一種典型的糾錯碼,在線性分組碼中,它具有最強(qiáng)的糾錯能力,既能糾正隨機(jī)錯誤,也能糾正突發(fā)錯誤.在深空通信,移動通信以及數(shù)字視頻廣播等系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用,隨著RS編碼和解碼算法的改進(jìn)和相關(guān)的硬件實現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展,RS碼在實際中的應(yīng)用也將更加廣泛. 在研究中,對所研究的問題進(jìn)行分解,集中精力研究課題中的重點(diǎn)和難點(diǎn),在各個模塊成功實現(xiàn)的基礎(chǔ)上,成功的進(jìn)行系統(tǒng)組合,協(xié)調(diào)各個模塊穩(wěn)定的工作. 在本文中的EDA設(shè)計中,使用了自頂向下的設(shè)計方法,編解碼算法每一個子模塊分開進(jìn)行設(shè)計,最后在頂層進(jìn)行元件例化,正確實現(xiàn)了編碼和解碼的功能. 本文首先介紹相關(guān)的數(shù)字通信背景;接著提出糾錯碼的設(shè)計方案,介紹RS(31,15)碼的編譯碼算法和邏輯電路的實現(xiàn)方法,RTL代碼編寫和邏輯仿真以及時序仿真,并討論了FPGA設(shè)計的一般性準(zhǔn)則以及高速數(shù)字電路設(shè)計的一些常用方法和注意事項;最后設(shè)計基于FPGA的硬件電路平臺,并利用靜態(tài)和動態(tài)的方法對編解碼算法進(jìn)行測試. 通過對編碼和解碼算法的充分理解,本人使用Verilog HDL語言對算法進(jìn)行了RTL描述,在Altera公司Cyclone系列FPGA平臺上面實現(xiàn)了編碼和解碼算法. 其中,編碼的最高工作頻率達(dá)到158MHz,解碼的最高工作頻率達(dá)到91MHz.在進(jìn)行硬件調(diào)試的時候,整個系統(tǒng)工作在30MHz的時鐘頻率下,通過了硬件上的靜態(tài)測試和動態(tài)測試,并能夠正確實現(xiàn)預(yù)期的糾錯功能.
上傳時間: 2013-07-01
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JPEG2000是新一代的靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn),它相比JPEG有很多新的特性,如漸進(jìn)傳輸和感興趣區(qū)域編碼等,因而它具有廣闊的應(yīng)用前景,特別是在數(shù)碼相機(jī)、PDA等便攜式設(shè)備中。 JPEG2000的核心主要包括小波變換和基于最優(yōu)化截斷點(diǎn)的嵌入式塊編碼(EBCOT)算法,其計算復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于JPEG,完全采用軟件方案實現(xiàn)將會占用大量的處理器時間和內(nèi)存開銷,而且速度較慢,實時處理的能力較差。為了推廣JPEG2000在便攜式產(chǎn)品、消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的應(yīng)用,打開巨大的潛在市場,研究硬件實現(xiàn)的算法實時處理方案具有重要的應(yīng)用價值。 EBCOT算法是一個兩層的編碼引擎,其中的上下文編碼的運(yùn)算量約占到總運(yùn)算量的50%,是提高編碼速度的關(guān)鍵算法之一。由于上下文編碼大部分都是邏輯運(yùn)算,沒有復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算,但邏輯控制流程復(fù)雜繁瑣,對存儲器訪問頻繁,采用DSP或者其他的通用處理器通過指令控制實現(xiàn)該算法,未能顯著提高編碼速度。本文采用FPGA芯片,以電路邏輯的方式來實現(xiàn)該算法并進(jìn)行優(yōu)化,在研究和分析了上下文編碼算法運(yùn)算特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計了列判斷和交錯存儲相結(jié)合的硬件實現(xiàn)方案,并采用硬件描述語言Verilog在寄存器傳輸級描述了相應(yīng)的硬件電路。通過功能仿真和邏輯綜合后,所獲得的上下文編碼模塊最大時鐘頻率為101MHz,且能在130ms內(nèi)完成對一幅512×512灰度圖像的編碼,性能比Jasper軟件中的實現(xiàn)方案提高了75%。 JPEG2000的一個重要特性是其具有漸進(jìn)傳輸?shù)哪芰Γa流組織是獲得漸進(jìn)傳輸特性的技術(shù)關(guān)鍵。碼流組織通過在輸出碼流中安排數(shù)據(jù)包的先后順序來實現(xiàn)漸進(jìn)傳輸?shù)哪康摹1疚膶PEG2000中實現(xiàn)漸進(jìn)傳輸?shù)臋C(jī)制進(jìn)行了分析,并研究了碼流組織的算法實現(xiàn)。 為了對JPEG2000算法實現(xiàn)進(jìn)行驗證,本文設(shè)計了基于FPGA和ARM的驗證實驗平臺,其中FPGA主要完成算法中運(yùn)算量較大的小波變換、上下文編碼和算術(shù)編碼,而ARM處理器則完成碼流組織、數(shù)據(jù)打包以及和PC機(jī)的通信。本文在該平臺上對所設(shè)計的上下文編碼算法和碼流組織模塊的設(shè)計進(jìn)行了驗證,實驗結(jié)果表明本文設(shè)計的算法模塊功能正確,并在一定程度上提高了編碼速度。
上傳時間: 2013-04-24
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最新的研究進(jìn)展是OFDM的出現(xiàn),并且在2000年出現(xiàn)了第一個采用此技術(shù)的無線標(biāo)準(zhǔn)(HYPERLAN-Ⅱ)。由于它與TDMA及CDMA相比能處理更高數(shù)據(jù)速率,因此可以預(yù)想在第四代系統(tǒng)中也將使用此技術(shù)。 寬帶應(yīng)用和高速率數(shù)據(jù)傳輸是OFDM調(diào)制/多址技術(shù)通信系統(tǒng)的重要特征之一。作者通過參與國家863計劃項目“OFDM通信系統(tǒng)”一年以來的研發(fā)工作,對OFDM通信系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)有了深入的理解,積累了大量實際經(jīng)驗,并在相關(guān)工作中取得了部分研究成果。 另一方面,關(guān)于寬帶自適應(yīng)均衡技術(shù)的研究在近年來也引起了廣泛的關(guān)注。它是補(bǔ)償信道畸變的重要的技術(shù)之一。作者通過參與該項目FPGA部分的開發(fā)與調(diào)試工作,基于單片F(xiàn)PGA實現(xiàn)了均衡部分;此外,作者在頻域自適應(yīng)均衡算法方面也取得了一些理論成果。 本文的主體部分就是根據(jù)上述工作的內(nèi)容展開的。 首先介紹了本課題相關(guān)技術(shù)的發(fā)展情況,主要包括:OFDM系統(tǒng)的技術(shù)原理、技術(shù)優(yōu)勢、歷史和現(xiàn)狀,均衡技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展等。末尾敘述了本課題的來源和研究意義,并簡介了作者的主要工作和貢獻(xiàn)。確定將WSSUS分布和瑞利衰落作為本文研究的信道模型。主要分析了常用的時域均衡器,均是單載波非擴(kuò)頻數(shù)字調(diào)制中常用到的均衡器和均衡算法,為接下來的進(jìn)一步研究作理論參考。 接著,論述了均衡必須用到的信道估計技術(shù)。重點(diǎn)就該方案的核心算法(頻域均衡算法)進(jìn)行了數(shù)學(xué)上進(jìn)行了較深入的研究,建立系統(tǒng)模型,并據(jù)此推導(dǎo)了三種頻域均衡的算法:頻域消除HICI,Gauss-Seidel迭代算法,頻域線性內(nèi)插。采用WSSUS信道模型進(jìn)行了計算機(jī)仿真,得出了采用這些均衡算法在不同條件下的性能曲線。并且系統(tǒng)地、有重點(diǎn)地對該方案的原理和實質(zhì)進(jìn)行了較深入的討論。歸納比較了各種算法的算法復(fù)雜度和能達(dá)到的性能,并且結(jié)合信道糾錯編解碼進(jìn)行了細(xì)致的分析。進(jìn)一步嘗試設(shè)計了無線局域網(wǎng)OFDM系統(tǒng)的設(shè)計,采用典型的歐洲Hyperlan2系統(tǒng)為例,把研究成果引入到實際的整個系統(tǒng)中來看。結(jié)合具體的系統(tǒng)指出了該均衡算法在抗衰落和相位偏移方面的應(yīng)用。 最后,描述了利用Xilinx的xc2v3000-4FG676型號芯片針對OFDM系統(tǒng)實現(xiàn)頻域自適應(yīng)均衡的方法,主要給出了設(shè)計方法、時序仿真結(jié)果和處理速度估值等;并結(jié)合最新的FPGA發(fā)展動態(tài)和特點(diǎn),對基于FPGA實現(xiàn)其他均衡算法的升級空間進(jìn)行了討論。 本文的結(jié)束語中,對作者在本文中所作貢獻(xiàn)進(jìn)行了總結(jié),并指出了仍有待深入研究的幾個問題。
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