智能家庭信息系統是集自動化、計算機、通信技術于一體的“3C”系統,它將各種家電產品結合成一個有機整體,實現了對家電設備進行集中或異地控制和管理,以及能夠與外界進行信息交互,以控制終端為突破口作為對家庭信息系統的研究,將有可能在以后的競爭中占據制高點,取得良好的經濟和社會效益。 本課題開發的智能家庭信息系統是以實際項目為背景,對基于網絡的嵌入式家庭信息系統進行了研究。通過對傳統智能家居的特點進行分析,指出了目前市場上的智能家居系統的局限性,提出了基于短距無線網絡的現代智能家居系統是將來的發展趨勢。 接著對智能家居控制的系統構架以及相關關鍵技術進行了分析和比較,指出基于IEEE802.15.4的ZigBee技術是目前最適合無線家居控制系統的無線標準,并對該標準進行了深入研究。 論文充分考慮到家庭信息化網絡的現狀和家庭內部各信息家電的互連、集中控制、遠程訪問與控制的需求,以及低成本實現的實際需要,及設備互連對傳輸帶寬和使用靈活性等特點的需要,設計了以無線ZigBee技術組成家庭網絡體系總體結構,避免了在家庭內部布線的缺陷,且滿足了功耗低,成本低,網絡容量大等要求。 設計了新型無線通訊模塊,該模塊主控芯片采用8位低功耗微控制器ATMEGA64及CHIPCON公司推出的首款符合2.4 GHZ IEEE802.15.4標準的射頻收發器CC2420來實現ZigBee模塊,它可以降低無線通訊的成本和提高無線通訊的可靠性,可以單獨使用,也可以嵌入其它設備。 論文采用了免費、公開的linux操作系統,并給出了在Linux上的開發流程。 最后,論文具體分析了無線ZigBee協議、ZigBee組網技術以及它們在將來的廣泛應用。深入地研究了HTTP超文本傳輸協議,設計了遠程客戶端訪問和控制家用電器的界面,并給出了部分軟件設計流程圖。
上傳時間: 2013-04-24
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自上個世紀九十年代以來,我國著名學者、現中國科學院院士、清華大學陳難先教授等人使用無窮級數的Mobius反演公式解決了一系列重要的應用物理中的逆問題,例如費米體系逆問題、信號處理等,開創了應用、推廣數論中的Mobius變換解決物理學中各種逆問題的巧妙方法,其工作在1990年得到了世界著名的《NATURE》雜志的整版專評與高度評價。華僑大學蘇武潯、張渭濱教授等則把Mobius變換的方法應用于幾種常用波形(包括周期矩形脈沖,奇偶對稱方波和三角波等)的傅立葉級數的逆變換運算,得到正、余弦函數及一般周期信號的各種常用波形的信號展開;并求得了與各種常用波形信號函數族相正交的函數族,以用于各展開系數的計算與信息的解調;而后把它們應用到通信系統中,提出了一種新的通信系統,即新型Chen-Mobius通信系統。 在新型通信系統中,把這種正交函數族應用于系統的相干調制解調中,取代傳統通信系統中調制解調所采用的三角正交函數族。正是這種正交函數族使得通信系統的傳輸性能大大提高,保密性加強,而且正交函數族產生很方便。 本文從軟件仿真和硬件實現兩個方面對Chen-Mobius通信系統進行了驗證。首先,利用MATLAB軟件構建Chen-Mobius數字通信系統,通過計算機編程,對Chen-Mobius單路、四路和八路的數字通信系統進行仿真分析,對該系統在不同信噪比情況下的錯誤概率進行了計算,并繪出了信噪比-錯誤概率曲線;其次,在QuartusⅡ軟件平臺上,利用VHDL語言文本輸入和原理圖輸入的方法構建Chen-Mobius數字通信系統,對該系統進行了仿真,包括設計綜合、引腳分配、仿真驗證、時序分析等;再次,在QuartusⅡ軟件仿真的基礎上,在Altera公司的Stratix GX芯片上,實現了硬件的編程和下載,從而完成了Chen-Mobius數字通信系統的FPGA實現;最后,從MATLAB軟件仿真和硬件實現的結果出發,通過分析系統的性能,簡單展望了Chen-Mobius數字通信系統的應用前景。 本文通過軟件仿真得到了Chen-Mobius數字通信系統的信噪比-錯誤概率曲線,從理論上驗證了該系統的強的抗干擾能力;利用FPGA完成了系統的硬件實現,從實際上驗證了該系統的可實現性。從兩方面都可以說明,Chen-Mobius通信系統雖然只是一個新的起點,但它卻預示著光明的應用前景。
標簽: ChenMobius MATLAB FPGA 數字通信系統
上傳時間: 2013-05-19
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數字電視技術和超大規模深亞微米的系統級芯片設計技術是當前信息產業中最受關注的兩個方向。它們的交叉就是數字電視應用中的一系列系統級芯片和超深亞微米專用集成電路。其中信道處理系統及其相關芯片更是集中了數字信號處理前向糾錯編解碼等數字電視傳輸的核心技術,成為設計和開發整個數字電視系統的關鍵之一。數字高清晰度電視(Digital HDTV)做為第三代電視標準,已成為當今世界高技術競爭的焦點,本文正是從這個交叉點上出發對DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld)標準中所涉及的信道編碼和調制部分進行了研究,重點分析了信道內編碼部分的硬件優化實現。本項目完成了DVB-H傳輸系統信道編碼的FPGA硬件設計和實現,系統所有FPGA硬件電路設計采用了Veillog HDL語言編寫。同時對清華大學數字電視地面傳輸標準DMB-T(Terrestrial Digital Multimedia/TV Broadcasting)中的關鍵技術做了研究,與DVB標準中的相關技術做了對比。 本文首先對DVB.H以及COFDM的相關理論進行介紹和研究。然后針對DVB-H信道編碼調制器中的部分核心算法的FPGA設計和實現進行了詳細的研究工作,包括外編碼、內編碼(卷積刪余)、內交織(包括比特交織和符號交織)、星座映射、幀形成、OFDM調制的部分設計等。相應地對DVB-H信道解碼解調器中的部分算法的FPGA設計的研究工作做了描述,包括符號解交織和比特解交織。同時對清華大學數字電視地面傳輸標準DMB-T外接收機中頻域和時域解交織模塊的FPGA設計實現做了描述。 筆者在項目中完成的主要工作有: (1)與項目組成員合作制定系統框架,劃分模塊。 (2)對所負責的模塊,包括外編碼、內編碼(卷積刪余)、內交織(包括比特交織和符號交織)、星座映射、幀形成、OFDM調制的算法進行研究并加以優化,建立軟件仿真模型,進行FPGA設計,仿真和實現。
上傳時間: 2013-06-10
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近年來,隨著控制系統規模的擴大和總線技術的發展,對數據采集和傳輸技術提出了更高的要求。目前,很多設備需要實現從單串口通信到多路串口通信的技術改進。同時,隨著以太網技術的發展和普及,這些設備的串行數據需要通過網絡進行傳輸,因而有必要尋求一種解決方案,以實現技術上的革新。 本文分別對串行通信和基于TCP/IP協議的以太網通信進行研究和分析,在此基礎上,設計一個嵌入式系統一基于APM處理器的多路串行通信與以太網通信系統,來實現F8-DCS系統中多路串口數據采集和以太網之間的數據傳輸。主要作了如下工作:首先,分析了當前串行通信的應用現狀和以太網技術的發展動態,通過比較傳統的多路串口通信系統的優缺點,設計出了一種采用CPID技術和CAN總線技術相結合的新型技術,并結合F8-DCS系統數據量大和實時性高的特點,對串行通訊幀同步的方法進行了詳細的研究。然后,根據課題的實際需求,對系統進行總體設計和功能模塊劃分,并詳細介紹了基于ARM7處理器的多路串口通信接口、以太網通信接口以及二者之間的數據傳輸接口的電路設計。在軟件設計上,對系統的啟動代碼、串行通信協議、串口驅動以及多串口與網口間雙向數據傳輸等進行了詳細的論述。最后,將上述技術應用于某大型火電廠主機F8-DCS系統I/O通訊網絡的測試與分析,達到了設計要求。
上傳時間: 2013-07-31
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大氣激光通信是指以激光光波作為載體,大氣作為傳輸介質的光通信系統。在空間大氣激光通信中,由于大氣的散射、吸收,大氣湍流等作用,在激光接收端就會出現光斑抖動、相位起伏等現象,因此研究一種適合在高速率、弱信號條件下處理技術,保證激光信號的誤碼率是有著十分重要的意義。 本文研究了一種基于嵌入式微處理器系統的大氣激光信號處理方法。文章從空間激光發展現狀及信道環境出發,提出了一種采用ARM微處理控制器并在控制器上移植實時操作系統μC/OS-Ⅱ,運用浮動閾值算法來減小大氣信道對激光探測的影響的方法。在測試中,取得了比較好的實驗效果。
上傳時間: 2013-04-24
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在通信系統中,人們一直致力于信息傳輸的有效性和可靠性的研究,信道糾錯編碼技術一直是人們研究的重點。1993年,Turbo碼的提出,以其接近Shannon極限的優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課題。經過十幾年的研究和發展,目前,Turbo碼已經走向了實用化的道路,如何用硬件實現有效的Turbo碼編譯碼器成為了人們研究的重點。 論文以基于FPGA實現Turbo碼譯碼器為研究目標,首先分析了Turbo碼的基本編譯碼原理和3GPP標準的Turbo碼編碼結構和交織算法。然后重點分析了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行了詳細的理論推導和計算復雜度的定量分析比較,對影響Turbo碼譯碼性能的主要因素進行了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之上,選擇Max-Log-MAP譯碼算法進行了Turbo碼譯碼器的FPGA設計實現。主要針對FPGA實現的數據量化、定點數據表示方式、Max-Log-MAP算法子譯碼器關鍵運算單元的FPGA設計和基于3GPP標準的Turbo碼譯碼器的內交織的FPGA設計進行了深入研究,完成了固定譯碼長度的Turbo碼譯碼器的FPGA設計實現,并利用ModelSim和MATLAB分別對譯碼器進行了功能時序驗證和FPGA定點仿真測試。
上傳時間: 2013-07-09
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基于小波變換和神經網絡理論,對非穩定、大信噪比(SNR)變化的通信信號進行有效的特征提取和分類,實現了通信信號調制方式的分類識別.首先,采用基于多分辨分析框架的Mallat快速算法提取離散細節作為特征采,實驗得出db3小波非常適合作為特征提取小波,用小波變換大大壓縮了通信信號特征矢量,提取的信號特征矢量64點;然后依據神經網絡理論,分別采用BP網絡作為分類器對通信信號調制識別分類.從計算機模擬實驗結果可知,該方法能很好地完成通信信號調制識別分類任務,使識別正確率得到了明顯改善,同時降低了識別分類過程的復雜度,并且為通信信號調制識別的DSP實現提供了快速計算的理論基礎.其次,介紹了TMS320LF2407 DSP和FPGA的結構原理,并在此基礎上設計了數字信號處理板和制作調試電路板.最后,用匯編和C語言編制A/D程序、串口通信程序和應用程序,并在信號處理板上調試和運行.
上傳時間: 2013-07-23
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MATLAB仿真通信PSK誤碼分析,主要用來測試SNR從0到10時的系統性能-MATLAB simulation PSK communication error analysis
上傳時間: 2013-04-24
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擴展頻譜通信系統與常規的通信系統相比,具有很強的抗人為干擾、窄帶干擾、多徑干擾的能力。 本文介紹了擴展頻譜通信的基本原理,對其數字實現方法進行了深入分析和研究。詳細闡述了擴頻理論基礎一香農定理;建立了擴頻通信系統的數學模型,并對其進行了分析;在對偽隨機序列研究的基礎上,提出了應用于本系統的m序列,并對其應用特性進行了研究;提出了中頻調制方案DQPSK,對其進行了分析;深入研究了接收的同步問題—捕獲和跟蹤,并且在對數字匹配濾波器原理及其實現方法進行深入研究的基礎上,提出基于數字匹配濾波器的捕獲和跟蹤方案;采用相關檢測的解擴原理,完成了擴頻數據的解擴。
上傳時間: 2013-07-12
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在信道編碼的發展進程中,編碼研究人員一直致力于追尋性能盡可能的接近Shannon極限,且譯碼復雜度較低的信道編碼方案。1993年Berrou等提出了Turbo碼,這種碼在接近香農極限的低信噪比下仍能夠獲得較低的誤碼率,它的出現在編碼界引起了廣泛的關注,并成為編碼研究領域最新的發展方向之一。但Turbo碼也有其缺點,由于交織器的存在,致使譯碼復雜度高,譯碼時延長且因為低碼重碼字,存在錯誤平臺現象。在Turbo碼的基礎上,1994年,Pyndiah等提出了Turbo乘積碼,Turbo乘積碼繼承了Turbo碼的優點,又因為Turbo乘積碼的構造采用了線性分組碼,所以譯碼方法比Turbo碼簡單。Turbo乘積碼近年來開始被廣泛到應用到各種通信場合,大有取代傳統的卷積碼之勢。 本文首先圍繞Turbo乘積碼的編譯碼原理,闡述了涉及到的基礎知識;又據Turbo乘積碼目前的應用狀況,回顧了Turbo碼的發展歷史;其次,根據Turbo乘積碼的構造原理,探討了構造的方法,交織類型,子碼的選擇及子碼的性能;再次,研究了Turbo乘積碼的概率譯碼,基于外信息的迭代算法,研究了Chase的譯碼算法;最后通過軟件仿真實現了該迭代譯碼算法,得到的結果達到了通信接收的要求。 本文還初步的闡述了Turbo乘積碼硬件實現系統的設計方案。據實際工作中碰到的非標準信號,給出了整體模塊設計圖,及相應模塊的功能和模塊問連接的各種參數。并實現了模態下的同步搜索和去除相位模糊功能。最后根據研究中碰到的各種問題,提出了下一步工作建議和研究方向。
上傳時間: 2013-07-02
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