正交頻分復用技術(OFDM)是未來寬帶無線通信中的關鍵技術。隨著用戶對實時多媒體業務,高速移動業務需求的迅速增加,OFDM由于其頻譜效率高,抗多徑效應能力強,抗干擾性能好等特點,該技術正得到了廣泛的應用。 OFDM系統的子載波之間必須保持嚴格的正交性,因此對符號定時和載波頻偏非常敏感。本課題的主要任務是分析各種算法的性能的優劣,選取合適的算法進行FPGA的實現。 本文首先簡要介紹了無線信道的傳輸特性和OFDM系統的基本原理,進而對符號同步和載波同步對接收信號的影響做了分析。然后對比了非數據輔助式同步算法和數據輔助式同步算法的不同特點,決定采用數據輔助式同步算法來解決基于IEEE 802.16-2004協議的突發傳輸系統的同步問題。最后部分進行了算法的實現和仿真,所有實現的仿真均在QuartusⅡ下按照IEEE 802.16-2004協議的符號和前導字的結構進行。 本文的主要工作:(1)采用自相關和互相關聯合檢測算法同時完成幀到達檢測和符號同步估計,只用接收數據的符號位做相關運算,有效地解決了判決門限需要變化的問題,同時也減少了資源的消耗;(2)在時域分數倍頻偏估計時,利用基于流水線結構的Cordic模塊計算長前導字共軛相乘后的相角,求出分數倍頻偏的估計值;(3)采用滑動窗口相關求和的方法估計整數倍頻偏值,在此只用頻域數據的符號位做相關運算,有效地解決了傳統算法估計速度慢的缺點,同時也減少了資源的消耗。
上傳時間: 2013-05-23
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碼元定時恢復(位同步)技術是數字通信中的關鍵技術。位同步信號本身的抖動、錯位會直接降低通信設備的抗干擾性能,使誤碼率上升,甚至會使傳輸遭到完全破壞。尤其對于突發傳輸系統,快速、精確的定時同步算法是近年來研究的一個焦點。本文就是以Inmarsat GES/AES數據接收系統為背景,研究了突發通信傳輸模式下的全數字接收機中位同步方法,并予以實現。 本文系統地論述了位同步原理,在此基礎上著重研究了位同步的系統結構、碼元定時恢復算法以及衡量系統性能的各項指標,為后續工作奠定了基礎。 首先根據衛星系統突發信道傳輸的特點分析了傳統位同步方法在突發系統中的不足,接下來對Inmarsat系統的短突發R信道和長突發T信道的調制方式和幀結構做了細致的分析,并在Agilent ADS中進行了仿真。 在此基礎上提出了一種充分利用報頭前導比特信息的,由滑動平均、閾值判斷和累加求極值組成的快速報頭時鐘捕獲方法,此方法可快速精準地完成短突發形式下的位同步,并在FPGA上予以實現,效果良好。 在長突發形式下的報頭時鐘捕獲后還需要對后續數據進行位同步跟蹤,在跟蹤過程中本論文首先用DSP Builder實現了插值環路的位同步算法,進行了Matlab仿真和FPGA實現。并在插值環路的基礎上做出改進,提出了一種新的高效的基于移位算法的位同步方案并予以FPGA實現。最后將移位算法與插值算法進行了性能比較,證明該算法更適合于本項目中Inmarsat的長突發信道位同步跟蹤。 論文對兩個突發信道的位同步系統進行了理論研究、算法設計以及硬件實現的全過程,滿足系統要求。
上傳時間: 2013-04-24
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在數字通信中,采用差錯控制技術(糾錯碼)是提高信號傳輸可靠性的有效手段,并發揮著越來越重要的作用。糾錯碼主要有分組碼和卷積碼兩種。在碼率和編碼器復雜程度相同的情況下,卷積碼的性能優于分組碼。 卷積碼的譯碼方法主要有代數譯碼和概率譯碼。代數譯碼是基于碼的代數結構;而概率譯碼不僅基于碼的代數結構,還利用了信道的統計特性,能充分發揮卷積碼的特點,使譯碼錯誤概率達到很小。 卷積碼譯碼器的設計是由高性能的復雜譯碼器開始的,對于概率譯碼最初的序列譯碼,隨著譯碼約束長度的增加,其譯碼錯誤概率可達到非常小。后來慢慢地向低性能的簡單譯碼器演化,對不太長的約束長度,維特比(Viterbi)算法是非常實用的。維特比算法是一種最大似然的譯碼方法。當編碼約束度不太大(小于等于10)或者誤碼率要求不太高(約10-5)時,Viterbi譯碼算法效率很高,速度很快,譯碼器也較簡單。 目前,卷積碼在數傳系統,尤其是在衛星通信、移動通信等領域已被廣泛應用。 本論文對卷積碼編碼和Viterbi譯碼的設計原理及其FPGA實現方案進行了研究。同時,將交織和解交織技術應用于編碼和解碼的過程中。 首先,簡要介紹了卷積碼的基礎知識和維特比譯碼算法的基本原理,并對硬判決譯碼和軟判決譯碼方法進行了比較。其次,討論了交織和解交織技術及其在糾錯碼中的應用。然后,介紹了FPGA硬件資源和軟件開發環境Quartus Ⅱ,包括數字系統的設計方法和設計規則。再有,對基于FPGA的維特比譯碼器各個模塊和相應算法實現、優化進行了研究。最后,在Quartus Ⅱ平臺上對硬判決譯碼和軟判決譯碼以及有無交織等不同情況進行了仿真,并根據仿真結果分析了維特比譯碼器的性能。 分析結果表明,系統的誤碼率達到了設計要求,從而驗證了譯碼器設計的可靠性,所設計基于FPGA的并行Viterbi譯碼器適用于高速數據傳輸的場合。
上傳時間: 2013-04-24
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QPSK是一種線性窄帶數字調制技術,具有頻譜利用率高、頻譜特性好、抗衰落性能強和可用非相干解調等特點。擴頻通信是從軍事通信中發展起來的一種高性能通信技術,具有抗干擾、抗多徑能力強和保密性好等優點,在移動通信和衛星通信中得到廣泛應用。所以將QPSK技術應用亍擴頻通信具有重要的工程意義。 本文對QPSK調制的擴頻系統的FPGA實現進行了研究。本文介紹了擴頻通信的原理及發展現狀,并對QPSK調制的原理進行了詳細闡述。本文設計的擴頻通信系統主要包括串并/并串轉換、差分編/解碼、DDS、擴頻/解擴、QPSK調制/解調等模塊,基于Altera公司的Quartus Ⅱ 4.1開發平臺對以上各模塊進行了設計和時序仿真.仿真結果證明:該系統能正確工作,完成了預定的目標。 本文設計的基于FPGA的擴頻通信系統具有集成度高、可軟件升級等優點,這為設計更高集成度和靈活性的通信系統提供了基礎。
上傳時間: 2013-06-19
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QPSK調制具有頻譜利用率高、傳輸速率快、抗干擾性能強、頻譜特性好等突出特點,在移動通信、衛星通信中得到了廣泛應用。因此,基于FPGA的全數字QPSK調制解調的研究具有重要的意義。本文介紹了QPSK調制解調技術的現狀,對QPS...
上傳時間: 2013-07-18
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隨著數字信號處理技術和大規模集成電路的飛速發展以及軟件無線電技術的廣泛應用,中頻全數字解調技術得到了進一步的發展,在無線通信中得到了廣泛應用。論文簡要介紹了QPSK數字調制的基本原理,對QPSK中頻全數字解調器的...
上傳時間: 2013-05-30
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人郵出版社,DSP應用開發實用子程序,汪安民程昱編著。本書從工程應用的角度出發,介紹了數字信號處理算法在DSP上的實現,內容涉及數學運算、DSP硬件接口程序、經典數字信號處理算法和現代數字信號處理算法,以及DSP在語音、圖像、控制和無線通信中的應用。
上傳時間: 2013-06-03
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人郵出版社,DSP應用開發實用子程序,汪安民程昱編著。本書從工程應用的角度出發,介紹了數字信號處理算法在DSP上的實現,內容涉及數學運算、DSP硬件接口程序、經典數字信號處理算法和現代數字信號處理算法,以及DSP在語音、圖像、控制和無線通信中的應用。
上傳時間: 2013-08-05
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人郵出版社,DSP應用開發實用子程序,汪安民程昱編著。本書從工程應用的角度出發,介紹了數字信號處理算法在DSP上的實現,內容涉及數學運算、DSP硬件接口程序、經典數字信號處理算法和現代數字信號處理算法,以及DSP在語音、圖像、控制和無線通信中的應用。
上傳時間: 2013-07-30
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人郵出版社,DSP應用開發實用子程序,汪安民程昱編著。本書從工程應用的角度出發,介紹了數字信號處理算法在DSP上的實現,內容涉及數學運算、DSP硬件接口程序、經典數字信號處理算法和現代數字信號處理算法,以及DSP在語音、圖像、控制和無線通信中的應用。
上傳時間: 2013-04-24
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