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3G移動通信

  • 基于FPGA的Turbo碼編譯碼器設計.rar

    作為性能優異的糾錯編碼,Turbo碼自誕生以來就一直受到理論界以及工程應用界的關注。TD—SCDMA是我國擁有自主知識產權的3G通信標準,該標準把Turbo碼是作為前向糾錯體制,但Turbo碼的譯碼算法比較復雜并且需要多次迭代,這造成Turbo碼譯碼延時大,譯碼速度慢,因此限制了Turbo碼的實際應用。因此有必要研究如何將現有的Turbo碼譯碼算法進行簡化,加速,使其轉化成為適合在硬件上實現的算法,將實驗室的理論研究成果轉化成為硬件產品。 論文主要的研究內容有以下兩點: 其一,提出信道自適應迭代譯碼方案。在事先設定最大迭代次數的情況下,自適應Turbo碼譯碼算法能夠根據信道的變化自動調整迭代次數。 仿真結果表明:該自適應迭代譯碼方案能夠根據信道的變化自動調整迭代次數,在保證譯碼性能基本上沒有損失的情況下,有效減少譯碼時間,明顯提高譯碼速度。 其二,根據得到的信道自適應迭代譯碼方案,借助Xilinx公司Spartan3 FPGA硬件平臺,使用Verilog硬件描述語言,將用C/C++語言寫成的信道自適應迭代譯碼算法轉化成為硬件設計實現,得到硬件電路,并對得到的譯碼器硬件電路進行測試。 測試結果表明:隨著信道的變化,硬件電路的譯碼速度也隨之自動變化,信噪比越高譯碼速度越快,并且硬件譯碼器性能(誤比特率)與實驗仿真基本一致。

    標簽: Turbo FPGA 編譯碼器

    上傳時間: 2013-05-31

    上傳用戶:huyiming139

  • OFDM系統同步及解調的FPGA實現.rar

    自20世紀80年代以來,正交頻分復用技術不但在廣播式數字音頻和視頻領域得到廣泛的應用,而且已經成為無線局域網標準(例如IEEE802.11a和HiperLAN/2等)的一部分。OFDM由于其頻譜利用率高,成本低等原因越來越受到人們的關注。隨著人們對通信數據化、寬帶化、個人化和移動化需求的增強,OFDM技術在綜合無線接入領域將會獲得越來越廣泛的應用。人們開始集中越來越多的精力開發OFDM技術在移動通信領域的應用,本文也是基于無線通信平臺上的OFDM技術的運用。 本文的所有內容都是建立在空地數據無線通信系統下行鏈路FPGA實現基礎上的。本文作者的主要工作集中在鏈路接收端的FPGA實現和調試上。主要包括幀同步(時間同步)算法的研究與設計、OFDM頻率同步算法的研究與設計以及同步模塊、OFDM解調模塊、QAM解調模塊的FPGA實現。最終實現高速數字圖像傳輸系統下行鏈路在無線環境中連通。 對于無線移動通信系統而言,多普勒頻移、收發設備的本地載頻偏差均可能破壞OFDM系統子載波之間的正交性,從而導致ICI,影響系統性能。另外,由于OFDM系統大多采用IFFT/FFT實現調制解調,因此在接收方確定FFT的起點對數據的正確解調也至關重要。同步技術即是針對系統中存在的定時偏差、頻率偏差進行定時、頻偏的估計與補償,來減少各種同步偏差對系統性能的影響。在OFDM實現的關鍵技術中,同步技術是十分重要的一部分。本文花費了三個章節闡述了同步技術的原理、算法和實現方法。 目前OFDM系統的載波同步方案,可以歸納為三大類:輔助數據類,盲估計類和基于循環前綴的半盲估計類。本文首先分析了各種載波同步方案的優缺點,并舉例說明了各個載波同步方式的實現方法。然后具體闡述了本文在FPGA平臺上實現的OFDM接收端同步的同步方式,包括其具體算法和FPGA實現結構。本文所采用的幀同步和頻率同步方案都是采用輔助數據類的,在闡述其具體算法的同時對算法在不同參數和不同形式下的性能做出了仿真對比分析。 OFDM的解調采用FFT算法,在FPGA上的實現是十分方便的。本文主要闡述其實現結構,重點放在提取有效數據部分有效數據位置的推導過程。最后介紹了本文實現QAM軟解調的解調方法。 本文闡述算法采用先提出原理,然后給出具體公式,再根據公式中的系數和變量分析算法性能的方式。在闡述實現方式時首先給出實現框圖,然后對框圖中比較重要或者復雜的部分進行詳細闡述。在介紹完每個模塊實現方式之后給出了仿真或者上板結果,最后再給出整體測試結果。

    標簽: OFDM FPGA

    上傳時間: 2013-06-26

    上傳用戶:希醬大魔王

  • 基于FPGA的小型CPU中通信協議的研究及IPCore的開發.rar

    FPGA作為新一代集成電路的出現,引起了數字電路設計的巨大變革。隨著FPGA工藝的不斷更新與改善,越來越多的用戶與設計公司開始使用FPGA進行系統開發,因此,PFAG的市場需求也越來越高,從而使得FPGA的集成電路板的工藝發展也越來越先進,在如此良性循環下,不久的將來,FPGA可以主領集成電路設計領域。正是由于FPGA有著如此巨大的發展前景與市場吸引力,因此,本文采用FPGA作為電路設計的首選。 @@ 隨著FPGA的開發技術日趨簡單化、軟件化,從面向硬件語言的VHDL、VerilogHDL設計語言,到現在面向對象的System Verilog、SystemC設計語言,硬件設計語言開始向高級語言發展。作為一個軟件設計人員,會很容易接受面向對象的語言。現在軟件的設計中,算法處理的瓶頸就是速度的問題,如果采用專用的硬件電路,可以解決這個問題,本文在第一章第二節詳細介紹了軟硬結合的開發優勢。另外,在第一章中還介紹了知識產權核心(IP Core)的發展與前景,特別是IP Core中軟核的設計與開發,許多FGPA的開發公司開始爭奪軟核的開發市場。 @@ 數字電路設計中最長遇到的就是通信的問題,而每一種通信方式都有自己的協議規范。在CPU的設計中,由于需要高速的處理速度,因此其內部都是用并行總線進行通信,但是由于集成電路資源的問題,不可能所有的外部設備都要用并行總線進行通信,因此其外部通信就需要進行串行傳輸。又因為需要連接的外部設備的不同,因此就需要使用不同的串行通信接口。本文主要介紹了小型CPU中常用的三種通信協議,那就是SPI、I2C、UART。除了分別論述了各自的通信原理外,本文還特別介紹了一個小型CPU的內部構造,以及這三個通信協議在CPU中所處的位置。 @@ 在硬件的設計開發中,由于集成電路本身的特殊性,其開發流程也相對的復雜。本文由于篇幅的問題,只對總的開發流程作了簡要的介紹,并且將其中最復雜但是又很重要的靜態時序分析進行了詳細的論述。在通信協議的開發中,需要注意接口的設計、時序的分析、驗證環境的搭建等,因此,本文以SPI數據通信協議的設計作為一個開發范例,從協議功能的研究到最后的驗證測試,將FPGA 的開發流程與關鍵技術等以實例的方式進行了詳細的論述。在SPI通信協議的開發中,不僅對協議進行了詳細的功能分析,而且對架構中的每個模塊的設計都進行了詳細的論述。@@關鍵詞:FPGA;SPI;I2C;UART;靜態時序分析;驗證環境

    標簽: IPCore FPGA CPU

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:vvbvvb123

  • 移動無線信道特性及基于FPGA的信道仿真器實現.rar

    移動無線信道特性對移動通信系統性能具有重要影響,移動信道建模和仿真對移動通信系統的研發具有重要意義。因此,對移動信道建模與仿真進行研究,具有重要的理論意義和實際應用價值。 本文從無線電波的傳播特點出發,分析了無線電波的傳播模型和描述信道特性的主要參數,重點分析了移動小尺度衰落模型;結合無線電波傳輸環境的特點,研究了平坦衰落信道和頻率選擇性信道的特點,設計了基于FPGA的移動無線信道仿真器,同時給予了軟硬件驗證。 本文從衰落的數學模型角度研究了信道傳輸特性,以及各項參數對信道特性的影響。主要做了以下幾個方面的工作: 1.簡要介紹了無線電通信的發展史及信道建模與仿真的意義;論述了信道對無線信號主要的三類影響:自由空間的路徑損失、陰影衰落、多徑衰落;分析了無線通信傳播環境,移動無線通信信道仿真的基本模型,同時介紹了用正弦波疊加法和成型濾波器法建立信道確定型仿真模型的具體實現方法。 2.對移動無線信道特性進行了Matlab仿真,對仿真結果進行了對比分析,對影響信道特性的主要參數設置進行了分析仿真。 3.設計了一種基于FPGA的移動無線信道仿真器,并對實現該仿真器的關鍵技術和實現方法進行了分析。該信道仿真器能夠實時模擬窄帶信號條件下無線信道的主要特點,如多徑時延、多普勒頻移、瑞利衰落等,其主要的技術指標達到了設計要求。該模擬器結構簡單,參數可調,易于擴展,通用性強,可以部分或全部集成到處于研制階段的接收機中,以便于性能測試,也可應用于教學實踐。

    標簽: FPGA 移動 無線信道

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:suxuan110425

  • 多載波擴頻通信的Rake接收機理論研究及FPGA實現.rar

    由于移動環境的復雜性,無線信號在發送傳輸和接收過程中有很明顯的衰落現象,特別是在高頻無線通信中,多徑衰落或頻率選擇性衰落對無線信號的干擾最為嚴重。通過分集接收技術,Rake接收機在CDMA移動通信系統中抗多徑衰落效果尤為明顯。作為一種新穎的多址接入方式,多載波CDMA充分利用了OFDM最優頻率利用率以及CDMA的多址和頻率分集,且系統容量和抗符號間干擾性能明顯優于傳統的單載波CDMA。這些特性使得多載波CDMA成為未來的寬帶無線通信系統最有希望的候選。 @@ 本文研究了一種多載波擴頻通信系統,介紹了其Rake接收機工作原理和設計思想,進行了理論仿真并用FPGA予以實現。 @@ 本文首先介紹了移動通信系統的發展歷史以及OFDM和CDMA技術原理,并描述了OFDM和CDMA結合的三種系統(MC-DS-CDMA、MT-CDMA、MC-CDMA)的原理和系統模型;接著,介紹了目前影響移動通信的主要衰落以及Rake接收機基本原理及其作用。多徑信號的每路信號都可能含有可以利用的信息,Rake接收機就是通過多個相關接收器接收多徑信號中各路信號,通過信道估計和信道補償消去信道因子的附加相位,并把他們合并在一起,以此來改善信號的信噪比和系統的可靠性;在此基礎上,論文提出了一種多載波擴頻通信系統的實現方案,并詳細介紹了其Rake接收機實現原理,給出了最大比合并時各種分徑數目下系統誤碼率的仿真圖;最后介紹了此方案中Rake接收機的FPGA硬件實現設計方案及其系統 測試結果。@@ 仿真結果顯示出隨著分集徑數的增加,系統的誤碼率顯著降低。表明Rake接收機抗多徑衰落效果顯著,且在多載波CDMA系統中其分集效果更好,實現相對簡單。最終Rake接收機的FPGA實現結果同理論仿真一致,時序通過,資源耗費不大,具有較大的實用價值。 @@關鍵詞:多載波擴頻通信,CDMA,Rake接收機,FPGA

    標簽: Rake FPGA 多載波

    上傳時間: 2013-07-25

    上傳用戶:axxsa

  • MSP430系列多單片機間的SPI主從通信.rar

    這篇文章介紹了MSP430系列多單片機間的SPI主從通信原理和相關例程

    標簽: MSP 430 SPI

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:啦啦啦啦啦啦啦

  • 用FPGA實現直接序列擴頻通信.rar

    擴頻通信,即擴展頻譜通信技術(Spread Spectrum Communication),它與光纖通信、衛星通信一同被譽為進入信息時代的三大高技術通信傳輸方式。 擴頻通信是將待傳送的信息數據用偽隨機編碼序列,也即擴頻序列(SpreadSequence)調制,實現頻譜擴展后再進行傳輸。接收端則采用相同的編碼進行解調及相關處理,恢復出原始信息數據。 擴頻通信系統與常規的通信系統相比,具有很強的抗人為干擾,抗窄帶干擾,抗多徑干擾的能力,并具有信息隱蔽、多址保密通信等特點。 現場可編輯門陣列FPGA(Field Programmable Gate Array)提供了極強的靈活性,可讓設計者開發出滿足多種標準的產品。FPGA所固有的靈活性和性能也可讓設計者緊跟新標準的變化,并能提供可行的方法來滿足不斷變化的標準要求。 EDA 工具的出現使用戶在對FPGA設計的輸入、綜合、仿真時非常方便。EDA打破了軟硬件之間最后的屏障,使軟硬件工程師們有了真正的共同語言,使目前一切仍處于計算機輔助設計(CAD)和規劃的電子設計活動產生了實在的設計實體論文對擴頻通信系統和FPGA設計方法進行了相關研究,并且用Altera公司的最新的FPGA開發平臺QuartusII實現了一個基帶擴頻通信系統的發送端部分,最后用軟件Protel99SE設計了相應的硬件電路。 該系統的設計主要分為兩個部分。第一部分是用QuartusII軟件設計了系統的VHDL語言描述代碼,并對系統中每個模塊和整個系統進行相應的功能仿真和時序時延仿真;第二部分是設計了以FPGA芯片EP1C3T144C8N為核心的系統硬件電路,并進行了相關測試,完成了預定的功能。

    標簽: FPGA 直接序列 擴頻通信

    上傳時間: 2013-07-26

    上傳用戶:15679277906

  • 基于FPGA的絕對式光電編碼器通信接口研究.rar

    高速、高精度已經成為伺服驅動系統的發展趨勢,而位置檢測環節是決定伺服系統高速、高精度性能的關鍵環節之一。光電編碼器作為伺服驅動系統中常用的檢測裝置,根據結構和原理的不同分為增量式和絕對式。本文從原理上對增量式光電編碼器和絕對式光電編碼器做了深入的分析,通過對比它們的特性,得出了絕對式光電編碼器更適合高速、高精度伺服驅動系統的結論。 絕對式光電編碼器精度高、位數多的特點決定其通信方式只能采取串行傳輸方式,且由相應的通信協議控制信息的傳輸。本文首先針對編碼器主要生產廠商日本多摩川公司的絕對式光電編碼器,深入研究了通信協議相關的硬件電路、數據幀格式、時序等。隨后介紹了新興的電子器件FPGA及其開發語言硬件描述語言Verilog HDL,并對基于FPGA的絕對式編碼器通信接口電路做了可行性的分析。在此基礎上,采用自頂向下的設計方法,將整個接口電路劃分成發送模塊、接收模塊、序列控制模塊等多個模塊,各個模塊采用Verilog語言進行描述設計編碼器接口電路。最終的設計在相關硬件電路上實現。最后,通過在TMS320F2812伺服控制平臺上編寫的硬件驅動程序驗證了整個設計的各項功能,達到了設計的要求。

    標簽: FPGA 光電編碼器 通信接口

    上傳時間: 2013-07-11

    上傳用戶:snowkiss2014

  • 基于FPGA的SCI串行通信接口的研究與實現.rar

    國家863項目“飛行控制計算機系統FC通信卡研制”的任務是研究設計符合CPCI總線標準的FC通信卡。本課題是這個項目的進一步引伸,用于設計SCI串行通信接口,以實現環上多計算機系統間的高速串行通信。 本文以此項目為背景,對基于FPGA的SCI串行通信接口進行研究與實現。論文先概述SCI協議,接著對SCI串行通信接口的兩個模塊:SCI節點模型模塊和CPCI總線接口模塊的功能和實現進行了詳細的論述。 SCI節模型包含Aurora收發模塊、中斷進程、旁路FIFO、接受和發送存儲器、地址解碼、MUX。在SCI節點模型的實現上,利用FPGA內嵌的RocketIO高速串行收發器實現主機之間的高速串行通信,并利用Aurora IP核實現了Aurora鏈路層協議;設計一個同步FIFO實現旁路FIFO;利用FPGA上的塊RAM實現發送和接收存儲器;中斷進程、地址解碼和多路復合分別在控制邏輯中實現。 CPCI總線接口包括PCI核、PCI核的配置模塊以及用戶邏輯三個部分。本課題中,采用FPGA+PCI軟核的方法來實現CPCI總線接口。PCI核作為PCI總線與用戶邏輯之間的橋梁:PCI核的配置模塊負責對PCI核進行配置,得到用戶需要的PCI核;用戶邏輯模塊負責實現整個通信接口具體的內部邏輯功能;并引入中斷機制來提高SCI通信接口與主機之間數據交換的速率。 設計選用硬件描述語言VerilogHDL和VHDL,在開發工具Xilinx ISE7.1中完成整個系統的設計、綜合、布局布線,利用Modelsim進行功能及時序仿真,使用DriverWorks為SCI串行通信接口編寫WinXP下的驅動程序,用VC++6.0編寫相應的測試應用程序。最后,將FPGA設計下載到FC通信卡中運行,并利用ISE內嵌的ChipScope Pro虛擬邏輯分析儀對設計進行驗證,運行結果正常。 文章最后分析傳輸性能上的原因,指出工作中的不足之處和需要進一步完善的地方。

    標簽: FPGA SCI 串行通信接口

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:竺羽翎2222

  • WCDMA數字直放站數字上下變頻及降低峰均比的研究與FPGA實現.rar

    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、解決網絡盲區或弱區問題、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。

    標簽: WCDMA FPGA 數字

    上傳時間: 2013-07-07

    上傳用戶:林魚2016

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