回波消除器廣泛應用于公用電話交換網(PSTN)、移動通信系統和視頻電話會議系統等多種語音通信領域。在PSTN系統中,由于線路阻抗不匹配,遠端語音信號通過混合線圈時產生一定泄漏,一部分信號又傳回遠端,產生線路回波,回波的存在會嚴重影響語音通信質量。本文主要針對線路回波進行研究,設計并實現了滿足實用要求的基于FPGA平臺的回波消除器。 首先,對回波產生原理和目前幾種常用回波消除算法進行了分析,在研究自適應回波消除器的各個模塊,特別是深入分析各種自適應濾波算法和雙講檢測算法,綜合考慮各種算法的運算復雜度和性能的情況下,這里采用NLMS算法實現自適應回波消除器。針對傳統雙講檢測算法在近端語音幅度較低情況下容易產生誤判的情況,給出一種基于子帶濾波器組的改進雙講檢測算法。 本文首先使用C語言實現回波消除器的各個模塊,其中包括自適應濾波器、遠端檢測、雙講檢測、非線性處理和舒適噪聲產生模塊。經過仿真測試,相關模塊算法能夠有效提高回波消除器性能。在此基礎上,本文使用硬件描述語言Veillog HDL,在QuartusⅡ和ModelSim軟件平臺上實現各功能模塊,并通過模塊級和系統級功能仿真以及時序仿真驗證,最終在現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Arrav,FPGA)平臺上實現回波消除系統。本文詳細闡述了基于FPGA的設計流程與設計方法,并描述了自適應濾波器、基于分布式算法FIR濾波器、除法器和有限狀態機的設計過程。 根據ITU-T G.168標準提出的測試要求,本文塒基于FPGA設計實現的自適應回波消除系統進行大量主客觀測試。經過測試,各項性能指標均達到或超過G.168標準的要求,具有良好的回波消除效果。
上傳時間: 2013-06-18
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隨著人們對無線通信需求和質量的要求越來越高,無線通信設備的研發也變得越來越復雜,系統測試在整個設備研發過程中所占的比重也越來越大。為了能夠盡快縮短研發周期,測試人員需要在實驗室模擬出無線信道的各種傳播特性,以便對所設計的系統進行調試與測試。無線信道仿真器是進行無線通信系統硬件調試與測試不可或缺的儀器之一。 本文設計的無線信道仿真器是以Clarke信道模型為參考,采用基于Jakes模型的改進算法,使用Altera公司的StratixⅡ EP2S180模擬實現了頻率選擇性衰落信道。信道仿真器實現了四根天線數據的上行接收,每根天線由八條可分辨路徑,每條可分辨路徑由64個反射體構成,每根天線可分辨路徑和反射體的數目可以獨立配置。通過對每個反射體初始角度和初始相位的設置,并且保證反射體的角度和相位是均勻分布的隨機數,可以使得同一條路徑不同反射體之間的非相關特性,得到的多徑傳播信道是一個離散的廣義平穩非相關散射模型(WSSUS)。無線信道仿真器模擬了上行數據傳輸環境,上行數據由后臺產生后儲存在單板上的SDRAM中。啟動測試之后,上行數據在CPU的控制下通過信道仿真器,然后送達基帶處理板解調,最后測試數據的誤碼率和誤塊率,從而分析基站的上行接收性能。 首先,本文研究了3GPP TS 25.141協議中對通信設備測試的要求和無線信道自身的特點,完成了對無線信道仿真器系統設計方案的吸收和修改。 其次,針對FPGA內部資源結構,研究了信道仿真器FPGA實現過程中的困難和資源的消耗,進行了模塊劃分。主要完成了時延模塊、瑞利衰落模塊、背板接口模塊等的RTL級代碼的開發、仿真、綜合和板上調試;完成了FPGA和后臺軟件的聯合調試;完成了兩天線到四天線的改版工作,使FPGA內部的工作頻率翻了一倍,大幅降低了FPGA資源的消耗。 最后,在完成無線信道仿真器的硬件設計之后,對無線信道仿真器的測試根據3GPP TS 25.141 V6.13.0協議中的要求進行,即在數據誤塊率(BLER)一定的情況下,對不同信道傳播環境和不同傳輸業務下的信噪比(Eb/No)進行測試,單天線和多天線的測試結果符合協議中規定的信噪比(Eb/No)的要求。
上傳時間: 2013-04-24
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感應電機由于具有可靠性好、結構簡單、價格低廉和體積小等優點,成為生產實踐中應用最廣泛的一種電動機。然而,感應電機是一個多變量、強耦合、非線性的時變系統,這使得感應電機的控制十分復雜,尤其是在對控制精度要求比較高的場合,設計出高精度的感應電機控制系統變得非常困難。 針對高精度感應電機控制較困難的問題,本文分析了感應電機的數學建模方法及電機控制策略問題。在對感應電機的數學模型進行了數學推導的基礎上,在Matlab/Simulink平臺上建立了感應電機的電機模型,提出了一種感應電機控制系統仿真建模的新方法。對常用的數字脈寬調制方法進行了數學推導及仿真研究,并將模糊控制理論應用于感應電機的變頻調速系統中,改善了傳統PI控制器超調較大、響應較慢、魯棒性差的缺點。仿真結果驗證模糊PI控制方案的優越性。 在感應電機建模仿真的基礎上,根據高精度感應電機控制器的需求及FPGA的特點,本文提出感應電機控制器的的設計方案。按照FPGA模塊化設計思想,將整個系統進行了合理的劃分,對SVPWM、Park變換、模糊PI控制器、反饋速度測量等重要模塊的FPGA硬件實現算法進行了深入的研究。并在一些模塊算法的設計上提出了自己的思路。各模塊在Modelsim平臺上完成功能仿真后并下載到Spartan-3E開發板上完成硬件驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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在超深亞微米技術工藝下,布局成為超大規模集成電路物理設計中至關重要的一步。由于現場可編程門陣列(Field Programable Gate Array,FPGA)布線資源的預先確定性,使得FPGA的布局更為重要。本文以建立高性能、低擁擠的布局為目標,從FPGA芯片結構和布局算法兩方面進行了深入研究。論文提出了一種通用的層次式FPGA(HFPGA)結構模型及布局模型,并且給出了該模型的數學計算公式;提出將元件之間的層次距離轉化為線長的方法,實現了基于線網模型的高精度布局算法:提出利用矩形的對角線元件之間層次來代替線長,從而達到優化線長的同時提高布通率的快速布局算法。實驗結果表明,兩種算法均在北卡羅來納微電子中心(MCNC)學術芯片測試案例上取得了較理想的布局實驗效果,為下一步的布線工作建立了良好的基礎接口,并且完成了初始布線的工作。本FPGA結構模型的提出和布局算法的實現也都為工業界提供了借鑒價值。
上傳時間: 2013-04-24
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感應電機具有可靠性好、結構簡單、耐腐蝕、效率好、結構緊湊、價格低廉和體積小等優點,成為工業伺服控制的主要傳動裝置然而,感應電機又是一個多變量、強耦合的非線性系統,磁鏈和轉矩的非線性耦合及參數時變,使得感應電機的控制十分復雜,特別是在實際電機控制系統中,還需要考慮硬件和周圍環境等多種因素的干擾,致使實現高性能的感應電機控制系統更加困難 本文研究感應電機的高性能控制策略,綜述了感應電機高性能控制策略的發展歷程和感應電機模糊控制的發展現狀,分析了實際電機控制系統控制器選型中各個嵌入式微處理器的基本性能和優缺點在給出三相坐標系和二相坐標系中的感應電機數學模型之后,從理論上闡述了模糊控制和矢量控制的基本原理,針對傳統的PI控制器參數整定繁瑣,系統魯棒性差的缺點,論文將模糊控制技術應用于感應電機的變頻調速,采用CRI推理法,設計了一種參數自整定模糊PI矢量控制器,利用Matlab對基于模糊PI控制的感應電機控制系統進行了仿真,并對采用兩種控制器實現的感應電機調速控制系統進行了比較、分析仿真結果表明模糊控制的控制性能優于常規的PI調節器 論文對基于ARM的感應電機數字控制技術進行了系統研究,闡述了采用LPC2214ARM微處理器構成數字感應電機變頻調速系統的方法,給出了一種高性能感應電機的數字實現方案,詳細介紹了系統硬件結構的組成及軟件模塊的功能,并給出了主要算法的參考代碼,為實際電機控制器的選型和開發提供了一個新的思路
上傳時間: 2013-08-03
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遺傳算法是一種基于自然選擇原理的優化算法,在很多領域有著廣泛的應用。但是,遺傳算法使用計算機軟件實現時,會隨著問題復雜度和求解精度要求的提高,產生很大的計算延時,這種計算的延時限制了遺傳算法在很多實時性要求較高場合的應用。為了提升運行速度,可以使用FPGA作為硬件平臺,設計數字系統完成遺傳算法。和軟件實現相比,硬件實現盡管在實時性和并行性方面具有很大優勢,但同時會導致系統的靈活性不足、通用性不強。本文針對上述矛盾,使用基于功能的模塊化思想,將基于FPGA的遺傳算法硬件平臺劃分成兩類模塊:系統功能模塊和算子功能模塊。針對不同問題,可以在保持系統功能模塊不變的前提下,選擇不同的遺傳算子功能模塊完成所需要的優化運算。本文基于Xilinx公司的Virtex5系列FPGA平臺,使用VerilogHDL語言實現了偽隨機數發生模塊、隨機數接口模塊、存儲器接口/控制模塊和系統控制模塊等系統功能模塊,以及基本位交叉算子模塊、PMX交叉算子模塊、基本位變異算子模塊、交換變異算子模塊和逆轉變異算子模塊等遺傳算法功能模塊,構建了系統功能構架和遺傳算子庫。該設計方法不僅使遺傳算法平臺在解決問題時具有更高的靈活性和通用性,而且維持了系統架構的穩定。本文設計了多峰值、不連續、不可導函數的極值問題和16座城市的旅行商問題 (TSP)對遺傳算法硬件平臺進行了測試。根據測試結果,該硬件平臺表現良好,所求取的最優解誤差均在1%以內。相對于軟件實現,該系統在求解一些復雜問題時,速度可以提高2個數量級。最后,本文使用FPGA實現了粗粒度并行遺傳算法模型,并用于 TSP問題的求解。將硬件平臺的運行速度在上述基礎上提高了近1倍,取得了顯著的效果。關鍵詞:遺傳算法,硬件實現,并行設計,FPGA,TSP
上傳時間: 2013-06-15
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給出了SG3525的兩種宏模型,以及如何建模!
上傳時間: 2013-04-24
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· 摘要: 隨著數字技術的發展,數字濾波器的功能越來越受到人們的注意和廣泛應用,它有精度高、靈活性大等突出特點.FIR數字濾波具有穩定性高,嚴格的線性相位,能用FFT算法實現等特點.通過FPGA實現FIR數字濾波具有實時性高、處理速度快、精度高的特點.文章先通過MatIab DSP Builder設計出FIR濾波器模型,然后利用Simulink進行模型仿真.再用ModelSim
上傳時間: 2013-07-14
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·非接觸式IC卡讀寫器設計
上傳時間: 2013-04-24
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模型區域土地利用變化,協調土地利用需求與布局。
上傳時間: 2013-06-22
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