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。
上傳時間: 2013-05-31
上傳用戶:huyiming139
當今,移動通信正處于向第四代通信系統發展的階段,OFDM技術作為第四代數字移動通信(4G)系統的關鍵技術之一,被包括LTE在內的眾多準4G協議所采用。IDFT/DFT作為OFDM系統中的關鍵功能模塊,其精度對基帶解調性能產生著重大的影響,尤其對LTE上行所采用的SC_FDMA更是如此。為了使定點化IDFT/DFT達到較好的性能,本文采用數字自動增益控制(DAGC)技術,以解決過大輸入信號動態范圍所造成的IDFT/DFT輸出信噪比(SNR)惡化問題。 首先,本文簡單介紹了較為成熟的AAGC(模擬AGC)技術,并重點關注近年來為了改善其性能而興起的數字化AGC技術,它們主要用于壓縮ADC輸入動態范圍以防止其飽和。針對基帶處理中具有累加特性的定點化IDFT/DFT技術,進一步分析了AAGC技術和基帶DAGC在實施對象,實現方法等上的異同點,指出了基帶DAGC的必要性。 其次,根據LTE協議,搭建了從調制到解調的基帶PUSCH處理鏈路,并針對基于DFT的信道估計方法的缺點,使用簡單的兩點替換實現了優化,通過高斯信道下的MATLAB仿真,證明其可以達到理想效果。仿真結果還表明,在不考慮同步問題的高斯信道下,本文所搭建的基帶處理鏈路,采用64QAM進行調制,也能達到在SNR高于17dB時,硬判譯碼結果為極低誤碼率(BER)的效果。 再次,在所搭建鏈路的基礎上,通過理論分析和MATLAB仿真,證明了包括時域和頻域DAGC在內的基帶DAGC具有穩定接收鏈路解調性能的作用。同時,通過對幾種DAGC算法的比較后,得到的一套適用于實現的基帶DAGC算法,可以使IDFT/DFT的輸出SNR處于最佳范圍,從而滿足LTE系統基帶解調的要求。針對時域和頻域DAGC的差異,分別選定移位和加法,以及查表的方式進行基帶DAGC算法的實現。 最后,本文對選定的基帶DAGC算法進行了FPGA設計,仿真、綜合和上板結果說明,時域和頻域DAGC實現方法占用資源較少,容易進行集成,能夠達到的最高工作頻率較高,完全滿足基帶處理的速率要求,可以流水處理每一個IQ數據,使之滿足基帶解調性能。
上傳時間: 2013-05-17
上傳用戶:laozhanshi111
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
上傳用戶:ndyyliu
低密度校驗碼(LDPC,Low Density Parity Check Code)是一種性能接近香農極限的信道編碼,已被廣泛地采用到各種無線通信領域標準中,包括我國的數字電視地面傳輸標準、歐洲第二代衛星數字視頻廣播標準(DVB-S2,Digital Video Broadcasting-Satellite 2)、IEEE 802.11n、IEEE 802.16e等。它是3G乃至將來4G通信系統中的核心技術之一。 當今LDPC碼構造的主流方向有兩個,分別是結合準循環(QC,Quasi Cyclic)移位結構的單次擴展構造和類似重復累積(RA,Repeat Accumulate)碼構造。相應地,主要的LDPC碼編碼算法有基于生成矩陣的算法和基于迭代譯碼的算法。基于生成矩陣的編碼算法吞吐量高,但是需要較多的寄存器和ROM資源;基于迭代譯碼的編碼算法實現簡單,但是吞吐量不高,且不容易構造高性能的好碼。 本文在研究了上述幾種碼構造和編碼算法之后,結合編譯碼器綜合實現的復雜度考慮,提出了一種切實可行的基于二次擴展(Dex,Duplex Expansion)的QC-LDPC碼構造方法,以實現高吞吐量的LDPC碼收發端;并且充分利用該類碼校驗矩陣準循環移位結構的特點,結合RU算法,提出了一種新編碼器的設計方案。 基于二次擴展的QC-LDPC碼構造方法,是通過對母矩陣先后進行亂序擴展(Pex,Permutation Expansion)和循環移位擴展(CSEx,Cyclic Shift Expansion)實現的。在此基礎上,為了實現可變碼長、可變碼率,一般編譯碼器需同時支持多個亂序擴展和循環移位擴展的擴展因子。本文所述二次擴展構造方法的特點在于,固定循環移位擴展的擴展因子大小不變,支持多個亂序擴展的擴展因子,使得譯碼器結構得以精簡;構造得到的碼字具有近似規則碼的結構,便于硬件實現;(偽)隨機生成的循環移位系數能夠提高碼字的誤碼性能,是對硬件實現和誤碼性能的一種折中。 新編碼器在很大程度上考慮了資源的復用,使得實現復雜度近似與碼長成正比。考慮到吞吐量的要求,新編碼器結構完全拋棄了RU算法中串行的前向替換(FS,Forward Substitution)模塊,同時簡化了流水線結構,由原先RU算法的6級降低為4級;為了縮短編碼延時,設計時安排每一級流水線計算所需的時鐘數大致相同。 這種碼字構造和編碼聯合設計方案具有以下優勢:相比RU算法,新方案對可變碼長、可變碼率的支持更靈活,吞吐量也更大;相比基于生成矩陣的編碼算法,新方案節省了50%以上的寄存器和ROM資源,單位資源下的吞吐量更大;相比類似重復累積碼結構的基于迭代譯碼的編碼算法,新方案使高性能LDPC碼的構造更為方便。以上結果都在Xilinx Virtex II pro 70 FPGA上得到驗證。 通過在實驗板上實測表明,上述基于二次擴展的QC-LDPC碼構造和相應的編碼方案能夠實現高吞吐量LDPC碼收發端,在實際應用中具有很高的價值。 目前,LDPC碼正向著非規則、自適應、信源信道及調制聯合編碼方向發展。跨層聯合編碼的構造方法,及其對應的編碼算法,也必將成為信道編碼理論未來的研究重點。
上傳時間: 2013-07-26
上傳用戶:qoovoop
在QPSK調制方式下,分別研究推導了基于輔助數據的極大似然比信噪比估計算法研究、基于矩的信噪比估計算法研究以及基于高階累積量的信噪比估計算法。通過仿真比較了信噪比估計算法的性能,著重分析比較了采用的迭代次數及數據長度等參數對算法性能的影響,最終根據算法各自的特點給出了相應的適用范圍。
上傳時間: 2013-10-20
上傳用戶:15736969615
任何雷達接收器所接收到的回波(echo)訊號,都會包含目標回波和背景雜波。雷達系統的縱向解析度和橫向解析度必須夠高,才能在充滿背景雜波的環境中偵測到目標。傳統上都會使用短週期脈衝波和寬頻FM 脈衝來達到上述目的。
上傳時間: 2014-12-23
上傳用戶:zhqzal1014
MSP430 系列單片機是一種超低耗性能的單片機品種。本文介紹了一種基于MSP430F149 的GSM 電子門匙的設計, 并且通過調試, 給出此方案的可行性結論。 關鍵詞: MSP430F149 單片機 超低耗 GSM 電子門匙 可行性 本文設計了一種基于MSP430F149 單片機的GSM 電子門匙, 實現開、關門的全自動, 是傳統機械鎖的突破和創新, 該GSM 電子門匙的主要功能有: 1) 手機短信遙控門開、關功能, 免除沒帶鑰匙的尷尬。 2) Flash 數據存儲功能, 可以存儲60kB 字節數據, 系統掉電數據不丟失。 3) 非正常開門短信報警功能。 4) 開關門密碼, 識別手機號碼用戶自行設定。
上傳時間: 2013-11-14
上傳用戶:whymatalab
渦街流量計因其介質適應性強,無可動部件,結構簡單、使用壽命長等諸多優點,在許多行業得到了廣泛的應用。而在低流速下,渦街測量就凸顯出了它的不足,渦街信號的信噪比很低,有用信號幾乎被噪聲淹沒。普通的渦街流量計采用模擬信號處理方法,在正常流量范圍內,渦街流量信號穩定、測量準確、實時性好;鑒于上述模擬渦街流量計具有的優勢以及存在的不足,課題的目的是數字信號處理方法FFT應用于渦街流量儀表當中,采用雙MSP430單片機的結構進行脈沖計頻和FFT計算,并且實時進行脈沖輸出及電流輸出。使其具有測量下限低,抗干擾能力強,實時數字信號處理等特點。
上傳時間: 2014-12-01
上傳用戶:wujijunshi
如同今天的許多通用單片機(MCU)已經把USB、CAN和以太網作為標準外設集成在芯片內部一樣,越來越多的無線網絡芯片和無線網絡解決方案也在向集成SoC 方向發展,比如第一代產品,Nordic公司nRF905,Chipcon公司cc1010 他們集成了8051兼容的單片機.這些無線單片機適合一般的點對點和點對多點的私有網絡應用,如單一產品的遙控器和抄表裝置等。無線通訊技術給智能裝置的互連互通提供了便捷的途徑,工業無線網絡作為面向工業和家庭自動化的網絡技術也正在向著智能,標準和節能方向發展。 目前在工業控制和消費電子領域使用的無線網絡技術有ZigBee、無線局域網(Wi-Fi)、藍牙(Blutooth)、GPRS通用分組無線業務、 ISM、IrDA等, 未來還能有3G、超寬頻(UWB)、無線USB、Wimax等。 當然還有大量的私有和專用無線網絡在工業控制和消費電子裝置中使用,其中ZigBee、GPRS是在目前在國內工業控制中討論和使用比較多的兩種,藍牙和無線局域網是在消費電子產品如手機、耳機、打印機、照相機和家庭中小企業網絡中廣泛使用的無線協議(個別工業產品也有應用,如無線視頻監控和汽車音響系統),當然私有無線網絡技術和產品在工業也有很多的應用。 ZigBee是一個低功耗、短距離和低速的無線網絡技術,工作在2.4GHz國際免執照的頻率,在IEEE標準上它和無線局域網、藍牙同屬802家族中的無線個人區域網絡, ZigBee是有兩部分組成,物理和鏈路層符合IEEE802.15.4, 網絡和應用層符合ZigBee聯盟的規范。ZigBee聯盟是在2002年成立的非盈利組織,有包括TI、霍尼威爾、華為在內兩百多家成員, ZigBee聯盟致力推廣兼容802.15.4和ZigBee協議的平臺, 制定網絡層和應用架構的公共規范,希望在樓宇自動化、居家控制、家用電器、工業自動控制和電腦外設等多方面普及ZigBee標準。 GPRS是在現有的GSM 網絡發展出來的分組數據承載業務,它工作在標準的GSM頻率,由于是一個分組交換系統,它適合工業上的突發,少量的數據傳輸,還因為GSM網絡覆蓋廣泛,永遠在線的特點,GPRS特點適合工業控制中的遠程監控和測量系統。在工業控制應用中GPRS 芯片一般是以無線數傳模塊形式出現的,它通過RS232全雙工接口和單片機連接,軟件上這些模塊都內置了GPRS,PPP和TCP/IP協議,單片機側通過AT指令集向模塊發出測試,連接和數據收發指令,GPRS模塊通過中國移動cmnet進入互聯網和其他終端或者服務器通訊。目前市場常見的模塊有西門子G24TC45、TC35i,飛思卡爾G24,索愛GR47/48, 還有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模塊WMP50/100。GPRS模塊有區分自帶TCP/IP協議和不帶協議兩種,一般來講,如果是單片機側有嵌入式操作系統和TCP/IP協議支持的話或者應用的要求只是收發短信和語音功能的話,可以選擇不帶協議的模塊。 先進的SoC技術正在無線應用領域發揮重要的作用。德州儀器收購了Chipcon公司以后發布的CC2430 是市場上首款SoC的ZigBee單片機, 見圖1,它把協議棧z-stack集成在芯片內部的閃存里面, 具有穩定可靠的CC2420收發器,增強性的8051內核,8KRAM,外設有I/O 口,ADC,SPI,UART 和AES128 安全協處理器,三個版本分別是32/64/128K的閃存,以128K為例,扣除基本z-stack協議還有3/4的空間留給應用代碼,即使完整的ZigBee協議,還有近1/2的空間留給應用代碼,這樣的無線單片機除了處理通訊協議外,還可以完成一些監控和顯示任務。這樣無線單片機都支持通過SPI或者UART與通用單片機或者嵌入式CPU結合。 2008年4月發表CC2480新一代單片ZibBee認證處理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗單片機結合的例子。圖1 CC2430應用電路 工業控制領域的另一個芯片巨頭——飛思卡爾的單片ZigBee處理器MC1321X的方案也非常類似,集成了HC08單片機核心, 16/32/64K 閃存,外設有GPIO, I2C和ADC, 軟件是Beestack 協議,只是最多4K RAM 對于更多的任務顯得小了些。但是憑借32位單片機Coldfire和系統軟件方面經驗和優勢, 飛思卡爾在滿足用戶應用的彈性需求方面作的更有特色,它率先能夠提供從低-中-高各個層面的解決方案,見圖2。
上傳時間: 2013-11-02
上傳用戶:momofiona
在某系統碼相關測距中,每一個飛機的詢問信號都可能會成為其他飛機的干擾。在有限的可用功率下,就需要一個可靠和高效的功率控制策略。納什博弈(非合作博弈)理論是適合于功率控制問題的一種理論,是飛機在信噪比和功率利用之間選擇一種均衡。文獻[1]研究了這個問題的納什博弈論策略,得到了一個非線性系統代數方程,并提出了一種定點迭代的功率控制算法。文中研究了一種新的基于牛頓迭代的功率控制策略來解決此類代數方程。仿真結果說明了牛頓迭代算法的效率明顯提高。
上傳時間: 2013-10-13
上傳用戶:AISINI005