正交頻分復用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術作為一種可以有效對抗信號波形間干擾的高速傳輸技術，引起了廣泛關注。它利用許多并行的、傳輸?shù)退俾蕯?shù)據(jù)的子載波來實現(xiàn)高速率的通信。它的特點是各子載波相互正交，所以擴頻調(diào)制后的頻譜可以相互重疊，不但減小了子載波問的相互干擾，還大大提高了頻譜利用率。由于OFDM的高頻譜利用率、易于硬件實現(xiàn)、對抗頻率選擇性衰落和窄帶干擾的能力突出等優(yōu)點，它成為第四代移動通信的首選技術，是當前移動通信技術研究的熱點問題。 本文概括的介紹了OFDM系統(tǒng)的基本概念、基本工作原理和關鍵技術，重點討論了如何在FPGA上實現(xiàn)OFDM低中頻收發(fā)信機。基于這些理論知識，確定了OFDM低中頻收發(fā)信機系統(tǒng)實現(xiàn)方案，并選擇ALTERA公司的Cyclone
標簽： FPGA OFDM 全數(shù)字 收發(fā)信機
上傳時間： 2013-06-29
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QPSK是一種線性窄帶數(shù)字調(diào)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(diào)等特點。擴頻通信是從軍事通信中發(fā)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(yōu)點，在移動通信和衛(wèi)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(diào)制的擴頻系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn)進行了研究。本文介紹了擴頻通信的原理及發(fā)展現(xiàn)狀，并對QPSK調(diào)制的原理進行了詳細闡述。本文設計的擴頻通信系統(tǒng)主要包括串并/并串轉換、差分編/解碼、DDS、擴頻/解擴、QPSK調(diào)制/解調(diào)等模塊，基于Altera公司的Quartus Ⅱ 4.1開發(fā)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(tǒng)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(tǒng)具有集成度高、可軟件升級等優(yōu)點，這為設計更高集成度和靈活性的通信系統(tǒng)提供了基礎。
標簽： QPSK FPGA 調(diào)制 擴頻系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-19
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智能化住宅小區(qū)，是指在一定范圍內(nèi)通過有效的傳輸網(wǎng)絡，將多元住處服務、物業(yè)管理、安防以及住宅智能化等系統(tǒng)結合在一起，為該小區(qū)的服務與管理提供高技術的智能化手段。從而實現(xiàn)快捷高效的超值服務管理和安全舒適的家居環(huán)境，使業(yè)主生活得更安全、更方便。 隨著國民經(jīng)濟和科學技術水平的提高，特別是計算機技術、通信技術、網(wǎng)絡技術和控制技術的迅速發(fā)展，促進了智能小區(qū)在我國的推廣和應用。目前這些小區(qū)的智能化建設大多數(shù)是采用Lonworks、FF等現(xiàn)場總線技術。但是現(xiàn)場總線協(xié)議標準化程度還不成熟，且成本較高。隨著寬帶Internet進入家庭，利用Internet來構建智能小區(qū)已成為大勢所趨。 本文介紹了一種基于以太網(wǎng)和FPGA的嵌入式智能小區(qū)管理系統(tǒng)的組建方法。首先，以Altera的FPGA為核心，通過在外圍添加適當?shù)拇鎯υO備和通信接口設備，構成一個嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺。其次，在此平臺的基礎上，通過在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲器中下載uClinux操作系統(tǒng)，從而構建出一套資源豐富的嵌入式操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)帶有一個網(wǎng)絡功能齊全的Web服務器。最后，將此操作系統(tǒng)作為智能小區(qū)的樓宇集中器，再根據(jù)需要配置適當?shù)牟杉骱惋@示器，就可以組建成一套功能強大的智能小區(qū)管理系統(tǒng)。它可以完成圖像抄表、定時圖像采集、實時溫度監(jiān)控、樓宇廣播、智能語音報警等功能。 這種利用當前流行的嵌入式系統(tǒng)來組建的智能小區(qū)管理系統(tǒng)，不但實現(xiàn)簡單、功能強大；而且節(jié)約布線、成本低廉。因此具有很高的性價比，相信在未來有較大的市場潛力。 本文主要包括如下幾個部分：系統(tǒng)硬件結構設計，包括系統(tǒng)的原理圖構建和PCB板的繪制：系統(tǒng)核心處理器設計，包括Nios Ⅱ軟核CPU的設計方法、外圍存儲和通信器件的添加及設計方法；嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的相關知識及移植方法：系統(tǒng)的軟件結構設計，包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等CGI程序設計，以及單片機語音報警程序設計等；最后給出了調(diào)試情況以及一些試驗結果。
標簽： FPGA 以太網(wǎng) 智能小區(qū) 管理系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-11
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隨著人們對無線通信需求和質(zhì)量的要求越來越高，無線通信設備的研發(fā)也變得越來越復雜，系統(tǒng)測試在整個設備研發(fā)過程中所占的比重也越來越大。為了能夠盡快縮短研發(fā)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(tǒng)進行調(diào)試與測試。無線信道仿真器是進行無線通信系統(tǒng)硬件調(diào)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(xiàn)了頻率選擇性衰落信道。信道仿真器實現(xiàn)了四根天線數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)，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(wěn)非相關散射模型(WSSUS)。無線信道仿真器模擬了上行數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境，上行數(shù)據(jù)由后臺產(chǎn)生后儲存在單板上的SDRAM中。啟動測試之后，上行數(shù)據(jù)在CPU的控制下通過信道仿真器，然后送達基帶處理板解調(diào)，最后測試數(shù)據(jù)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(xié)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(tǒng)設計方案的吸收和修改。 其次，針對FPGA內(nèi)部資源結構，研究了信道仿真器FPGA實現(xiàn)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(fā)、仿真、綜合和板上調(diào)試；完成了FPGA和后臺軟件的聯(lián)合調(diào)試；完成了兩天線到四天線的改版工作，使FPGA內(nèi)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(jù)3GPP TS 25.141 V6.13.0協(xié)議中的要求進行，即在數(shù)據(jù)誤塊率(BLER)一定的情況下，對不同信道傳播環(huán)境和不同傳輸業(yè)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(xié)議中規(guī)定的信噪比(Eb/No)的要求。
上傳時間： 2013-04-24
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本文針對目前國內(nèi)外基于FPGA實現(xiàn)模糊控制器的理論、EDA軟件工具的使用以及FPGA 技術的發(fā)展，對模糊控制器的設計作了有益的探索，并達到了預期的實驗效果。文章綜述了模糊控制理論的產(chǎn)生、發(fā)展、應用現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展方向；介紹了模糊邏輯、模糊控制的基本原理和模糊控制器的結構；闡述了常規(guī)模糊控制器的設計過程。文章介紹了運用 VHDL語言進行模糊控制器的設計過程。對模糊控制過程中隸屬度函數(shù)的存儲采用了分段存儲法，其設計方法簡單，提高了運算速度和運算精度。采用了“最大－最小”函數(shù)法簡化了模糊控制規(guī)則的推理過程。運用“倒數(shù)相乘法”實現(xiàn)除法器的設計，能夠實現(xiàn)任意數(shù)的除法運算，且精度較高。并以模糊空調(diào)溫度控制器為例進行了理論說明和模糊設計，并給出了相應的VHDL代碼。整體設計及其各個模塊都在ALTERA公司的EDA 工具Quartus Ⅱ和Modelsim SE平臺上進行了邏輯綜合及功能時序仿真，綜合與仿真的結果表明，基于FPGA的模糊控制器芯片消耗較少的硬件資源，達到了較高的設計性能，在速度和資源利用率方面均達到了較優(yōu)的狀態(tài)，通過在 FPGA開發(fā)板上的驗證與測試，測試結果表明，所設計的模糊控制器可滿足實時模糊控制的要求。關鍵詞：模糊邏輯 模糊控制器 VHDL FPGA
上傳時間： 2013-04-24
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1992年5月，JoeMitola首次明確提出了軟件無線電的概念。軟件無線電將模塊化、標準化的硬件單元連接構成硬件平臺，通過軟件加載實現(xiàn)各種無線通信功能。端到端重配置技術是在軟件無線電的基礎上發(fā)展起來的，該技術使通信系統(tǒng)不僅具有重配置的能力，還能提供一體化的重配置管理架構，實現(xiàn)聯(lián)合無線資源管理和網(wǎng)絡規(guī)劃。端到端重配置技術已經(jīng)成為軟件無線電的發(fā)展趨勢。 寬帶無線接入(BWA，BroadbandWirelessAccess)是當前通信界研究的熱點之一，而WiMax和WiFi是BWA中最熱門的兩個技術，所以本文選擇了IEEE802.16-2004與IEEE802.11a，設計了基于其物理層標準的可重配置OFDM基帶系統(tǒng)。它們均采用正交頻分復用技術(OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)。 本文研究了IEEE802.16-2004與IEEE802.11a物理層標準，結合Altera公司提供的FPGA開發(fā)工具QuartusⅡ、Mentor公司仿真工具ModelsimSE6.0，完成了基于IEEE802.16-2004及IEEE802.11a的可重配置OFDM基帶系統(tǒng)的FPGA設計。該設計中，對FPGA進行重新配置，實現(xiàn)了802.16-2004與802.11a兩種技術的完全重配置；通過選擇不同的參數(shù)來調(diào)用不同子模塊，實現(xiàn)802.16-2004與802.11a內(nèi)部不同調(diào)制技術的局部重配置。該可重配置基帶系統(tǒng)核心的FFT/IFFT。模塊采用基4按頻率抽取及Cordic算法，消除乘法運算，有利于FPGA實現(xiàn)；在802.16-2004系統(tǒng)中，選取了基于前導序列的符號同步算法，在FPGA中實現(xiàn)。最后使用開發(fā)軟件、綜合軟件以及仿真軟件分析了系統(tǒng)的性能并給出了系統(tǒng)的性能指標。
標簽： OFDM FPGA 可重配置 基帶系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-19
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隨著各種通信系統(tǒng)數(shù)量的日益增多，為了充分地利用有限的頻譜資源，高頻譜利用率的調(diào)制技術不斷被應用。偏移正交相移鍵控(OQPSK: Offset QuadraturePhase Shift Keying)是一種恒包絡調(diào)制技術，具有較高的頻譜利用率和功率利用率，廣泛應用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面移動通信系統(tǒng)。因此，對于OQPSK全數(shù)字解調(diào)技術的研究具有一定的理論價值。 本文以軟件無線電和全數(shù)字解調(diào)的相關理論為指導，成功設計并實現(xiàn)了基于FPGA的OQPSK全數(shù)字解調(diào)。論文介紹了OQPSK全數(shù)字接收解調(diào)原理和基于軟件無線電設計思想的全數(shù)字接收機的基本結構，詳細闡述了當今OQPSK數(shù)字解調(diào)中載波頻率同步、載波相位同步、時鐘同步和數(shù)據(jù)幀同步的一些常用算法，并選擇了相應算法構建了三種系統(tǒng)級的實現(xiàn)方案。通過MATLAB對解調(diào)方案的仿真和性能分析，確定了FPGA中的系統(tǒng)實現(xiàn)方案。在此基礎上，本文采用VerilogHDL硬件描述語言在Altera公司的Quartus II開發(fā)平臺上設計了同步解調(diào)系統(tǒng)中的各個模塊，還對各模塊和整個系統(tǒng)在ModelSim中進行了時序仿真驗證，并對設計中出現(xiàn)的問題進行了修正。最后，經(jīng)過FPGA調(diào)試工具嵌入式邏輯分析儀SignalTapⅡ的硬件實際測試，本文對系統(tǒng)方案進行了最終的改進與調(diào)整。 實際測試結果表明，本文的設計最終能夠達到了預期的指標和要求。本課題設計經(jīng)過時序和資源優(yōu)化后還可以向ASIC和系統(tǒng)級SOC轉化，以進一步縮小系統(tǒng)體積、降低成本和提高電路的可靠性，因此具有良好的實際應用價值。
標簽： OQPSK FPGA 全數(shù)字 解調(diào)
上傳時間： 2013-07-14
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自上個世紀九十年代以來，我國著名學者、現(xiàn)中國科學院院士、清華大學陳難先教授等人使用無窮級數(shù)的Mobius反演公式解決了一系列重要的物理學中的逆問題，開創(chuàng)了應用、推廣數(shù)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年當時就得到了世界著名的《NATURE》雜志的高度評價。 華僑大學蘇武潯教授等則把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(shù)的逆變換運算，得到正、余弦函數(shù)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(shù)族相正交的函數(shù)族，以用于各展開系數(shù)的計算與信息的解調(diào)；而后把它們應用到通信系統(tǒng)中，提出了一種新的通信系統(tǒng)，即新型Chen-Mobius通信系統(tǒng)。 本文主要完成了兩個方面的工作,Chen-Mobius多路通信系統(tǒng)的FPGA硬件設計實現(xiàn)和基于Chen-Mobius變換的語音加密雙工通信系統(tǒng)的實現(xiàn)。首先，利用嵌入MATLAB\SIMULINK中的DSPBuilder軟件對Chen-Mobius多路(四路和八路)通信系統(tǒng)進行仿真分析，對該系統(tǒng)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，利用DSPBuilder中的Signalcompiler將Chen-Mobius多路通信系統(tǒng)的主體模塊(函數(shù)及積分器的產(chǎn)生等)轉化成HDL硬件語言，后在QuartusⅡ軟件平臺上，結合利用VHDL編程的硬件程序模塊(分頻、延時、控制模塊等)構架完整的Chen-Mobius通信系統(tǒng)，并對此系統(tǒng)設計綜合、引腳分配、仿真驗證、時序分析等；最后，在Altera公司的Stratix 芯片上，實現(xiàn)硬件的編程和下載，從而完成了Chen-Mobius多路通信系統(tǒng)的FPGA硬件實現(xiàn)。 另外，利用Chen-Mobius單路通信系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)分別對語音信號進行加密與解密，在兩塊DE2的FPGA開發(fā)板上成功實現(xiàn)了基于Chen-Mobius變換的語音加密雙工通信。完成本設計意義重大，它為今后Chen-Mobius通信系統(tǒng)應用于通信領域的各個方面，邁開堅實的一步。
標簽： ChenMobius FPGA 通信系統(tǒng) 硬件實現(xiàn)
上傳時間： 2013-07-24
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隨著圖像采集系統(tǒng)的廣泛應用，人們對CCD探測系統(tǒng)的要求日益提高。傳統(tǒng)的CCD探測系統(tǒng)由于結構復雜，造價較高，己不能滿足日益廣泛的應用需要。本文設計了一套基于單片F(xiàn)PGA的小型化與經(jīng)濟化的CCD探測系統(tǒng)，能夠滿足空間光強的測量并實現(xiàn)光信號的識別和處理。 本文研究了CCD探測系統(tǒng)的基本結構。設計了基于單片F(xiàn)PGA的CCD探測系統(tǒng)的硬件電路原理圖，完成了硬件電路板制作與調(diào)試。系統(tǒng)FPGA選用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240，電路板采用雙層板設計，實現(xiàn)了CCD探測系統(tǒng)的小型化與經(jīng)濟化的目標。利用FPGA器件實現(xiàn)了CCD驅動時序脈沖的設計、實現(xiàn)了單采樣與相關雙采樣的控制程序設計，利用FPGA的數(shù)字信號處理功能實現(xiàn)了相關雙采樣的信號處理。基于FPGA的可編程特性，在不改變外部電路的基礎上，通過程序的改變，對CCD驅動頻率、模數(shù)轉換器采樣時刻的選擇進行方便調(diào)節(jié)。系統(tǒng)與上位機的數(shù)據(jù)傳輸接口采用了網(wǎng)絡傳輸方案，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡傳輸?shù)倪h距離傳輸、遠程訪問、信息共享等優(yōu)勢，系統(tǒng)采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式處理器系統(tǒng)，通過對其應用軟件的開發(fā)，實現(xiàn)了系統(tǒng)與上位機之間數(shù)據(jù)的可靠性傳輸。
標簽： FPGA CCD 探測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-06
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altera的FFT IP核的用戶手冊，介紹了如何使用ALTERA IP核生成FFT核，如何設置參數(shù)并講述了如何仿真，適用于通信方面的FPGA設計工程師，學生
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：wanqunsheng
