基于FPGA的软件无线电信道处理研究

文章重点研究了软件无线电(Software Defined Radio,SDR)中不同信道的处理技术,其技术关键在于构建不同频段的数字滤波器进行不同信道信息的接收处理。提出了基于FPGA的软件无线电信道处理方案,并与传统的DSP方案及算法做了对比。在建立软件无线电信道模型的基础上,详述了适于FPGA结构的分布式算法,并得出了该算法在FPGA中实现的模块结构图。研究认为,相比DSP方案,FPGA方案在工作速度及性能上有较大优势。     

基于FPGA与DSP的嵌入式GNSS接收机设计

随着GNSS接收机应用的不断深入,其对系统功耗、体积等性能的要求越来越高,大规模集成电路芯片如现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和高速数字信号处理器(DSP)等在嵌入式GNSS接收机设计中得到广泛应用。卫星信号数字处理是接收机的核心部件之一,本文提出了一种基于FPGA与DSP模块化的嵌入式接收机的基带信号处理系统设计。利用FPGA完成基带相关器的设计,并由DSP实现卫星信号的信号处理和定位导航解算。通过静态测试试验,说明所设计的GNSS接收机具有体积小、功耗低和实时性强等特点。     

FPGA+DSP在软件无线电中的应用

介绍了软件无线电的概念,分析了FPGA和DSP在软件无线电中的作用和优势,提出实现软件无线电的不同方案,重点研究了FPGA+DSP技术在软件无线电中的应用和实现.实践证明,FPGA和DSP混合设计方法为实现软件无线电提供了一种更加灵活的方案.     

中频数字化软件无线电接收机的设计和仿真

针对当前软件无线电技术发展的中频数字化,建立了以FPGA为核心的中频数字化接收机信号处理平台。与传统基于DSP技术的实现方式相比,该平台继承了以DSP为核心的信号处理平台优点,同时具有灵活的在线配置性能,更好的体现软件无线电体系结构的开放性和全面可编程性。用Simulink建立了解调算法的仿真平台,结合Altera公司的FPGA芯片ACEXEP1K100,阐述了具体的实现方法。     

DSP+FPGA的EMIF通信系统设计与实现

数字信号处理（Digital Signal Process,DSP）+可编程阵列逻辑（Field Program Gate Way,FPGA）正在广泛应用于复杂的数字信号处理领域。针对DSP与FPGA单个处理器性能有限、不够灵活等问题，提出DSP+FPGA架构的系统设计方案，基于TMS320C6748(DSP)和EP3C40Q240C8N(FPGA)芯片的外部存储器接口（External Memory Interface,EMIF）实现了DSP+FPGA的协同处理系统。该系统利用FPGA在底层算法的优势与DSP在复杂算法的优势，具有硬件结构灵活、通用性强等特点，相较于单个芯片提高了系统性能，经过测试该系统运行稳定，无误码时通信速率可达到20 MB/s.     

基于ARM+FPGA的相位平滑伪距差分定位方法

为了满足用户更高的定位精度要求,研究了载波相位平滑伪距差分定位方法.根据差分定位原理,基于MATLAB平台自主编制了差分解算软件,兼容北斗和GPS伪距差分定位;基于ARM+FPGA平台的接收机实现了相位平滑伪距差分定位.实验结果表明,零基线条件下,相位平滑伪距差分算法定位精度可由标准定位的米级水平提高到亚米级,性能稳定.基线距离增大,定位精度随之降低,误差在±4m内,差分讯龄和定位精度成正比关系.     

基于DSP的微机械材料力学性能测控系统的硬件设计

目前,国内外微机械材料力学性能测量的方法很多,各具优缺点,本文提出一种基于DSP的微机械材料力学性能测试的新方法及测量装置,它采用直流伺服电机进行微定位,压电陶瓷和直线电机作为加载方式,结合数字信号处理(DSP)技术和逻辑控制(FPGA)技术以及高精度的电容式数字位移传感器和力传感器。研究结果表明,本装置能高速、高精度地采集到微机械材料力学性能参数的特征,从而为微机械材料力学性能测试提供了一种新的实用的途径。     

GNSS软件接收机关键技术研究及实现

首先介绍了国内外GNSS软件接收机技术的研究现状,对软件接收机的架构进行了详细的分析,系统地总结了其优点,并就GPS软件接收机的关键技术部分进行了具体实现。对于前端的硬件部分采用了中频信号采样模块,具体包括天线模块、射频处理模块与FPGA控制模块,之后以纯软件实现,主要包括可设置12通道的中频信号处理模块、信号的捕获和跟踪、导航电文存储及转换,并针对伪距定位算法部分实现了单点静态定位,考虑的误差源主要包括卫星钟误差、对流层误差、电离层误差和地球自转引起的偏差等。系统具体的定位算法及定位结果精度都经过详细的实测分析。此外,整个系统设计也具有良好的灵活性和可扩展性。     

基于DSP和FPGA摆线齿轮测量仪数据采集系统的设计

由于摆线齿轮在减速机方面应用比较广泛,它的几何精度直接影响着减速机的性能,对此采用极坐标法测量原理,设计了基于DSP和FPGA的摆线齿轮测量仪的数据采集系统,实现了对摆线齿轮的齿廓进行高效率、连续自动跟踪测量.系统要求采集两路光栅信号,一路模拟信号,以位置模式控制电机的运动,采用USB通讯的方式和上位机进行通讯.随着大规模可编程器件的发展,采用DSP+FPGA结构的信号处理系统显示出其优越性.     

基于FPGA的磁悬浮轴承电控系统设计

针对模拟或基于DSP的磁悬浮轴承控制器和功率放大器,具有集成度和可靠性低及体积庞大的局限性,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的磁悬浮轴承电控系统.首先应用MATLAB对各部分进行了建模,然后针对各部分参数对其性能的影响进行了仿真研究,最后对基于FPGA的数字功率放大器的纹波与动态特性进行了试验,并将它们应用到...     

基于FPGA的GPS接收机跟踪环路设计与实现

为提高GPS基带芯片跟踪环路的性能,提出一种基于FPGA跟踪环路的具体设计与实现方案.研究了GPS接收机跟踪环路的基本原理,在分析现有算法的基础上,采用锁频环辅助锁相环、动态码环和载波环辅助码环策略,利用Xilinx公司FPGA软硬交互工作方式的优点,在一片FPGA芯片上实现整体方案.该设计方案可提高系统的运行效率,节省系统资源,降低硬件成本.试验结果验证了其可行性与有效性.     

用于提高全球定位系统定位估计速度的滤波算法

为了提高全球定位系统（GPS）高精度定位的解算速度,从原理上比较了平淡卡尔曼滤波（UKF）及其改进算法和超球面平淡卡尔曼滤波（SUKF）及其改进型等非线性滤波估计算法,提出了将SUKF的改进型算法应用于单机GPS的定位估计.实验表明：该算法能够在保证高精度定位估计的前提下提高运算速度,有效解决GPS软件接收机中高精度定位输出的实时性问题.     

H.263系统中FPGA控制及协处理的实现

分析了基于DSP实现H.263系统的构成,比较了几种用FPGA实现对DSP数据处理的协处理方案,并用vHDL代码实现了两组16位数据串行输入并行输出移位寄存器缓存与输出的优选方案.最后的仿真结果证明该方案是可行的.     

H．263系统中FPGA控制及协处理的实现

分析了基于DSP实现H．263系统的构成，比较了几种用FPGA实现对DSP数据处理的协处理方案，并用VHDL代码实现了两组16位数据串行输入并行输出移位寄存器缓存与输出的优选方案．最后的仿真结果证明该方案是可行的。     

基于FPGA+DSP的北斗信号快速捕获算法设计与实现

为了解决北斗卫星接收机中传统并行频率捕获算法傅里叶变换需要处理的数据量大而影响卫星信号捕获速度的问题,提出了一种基于相干降采样的北斗信号快速捕获算法。利用FPGA+DSP（高速数字信号处理器+现场可编程逻辑门阵列）,在传统的并行频率捕获算法中加入相干降采样模块,当信号进行载波剥离和伪码剥离后,通过降低采样频率的方式减小傅里叶变换需要处理的数据量,再对卫星信号进行三维搜索。结果表明,理论上所提算法计算量减少了80%以上,对实际北斗信号进行捕获时,平均每颗星的捕获时间为9.95 ms,内存资源消耗相比于传统并行频率捕获算法减少了42%。因此,新算法能在节约资源的同时有效提高捕获速度,可为进一步提高软件接收机的捕获性能提供参考。     

Development of an ionospheric scintillation monitor using single frequency GPS receiver

Besides their intended use in radio navigation, global positioning system (GPS) satellite signals provide convenient radio beacons for ionospheric studies. Among other propagation phenomena, the ionosphere affects GPS signal propagation through amplitude scintillations that develop after radio waves propagation through ionospheric electron density irregularities. This paper outlines the design, testing, and results of a specialized GPS receiver to monitorL-band scintillations. The scintillation monitor system consists of a commercial GPS receiver development kit with its software designed to log signal strength and carrier phase from up to 12 channels at one sample per second rate. Other prime features of the monitor include the data compression transmission and processing. Here is the fact that they are inexpensive and compact and therefore can be readily proliferated. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 49984001) Biography: Shu Di-fei (1973-), male, Master candidate, research direction: studying ionosphere on GPS beacons.     

A real-time 5/3 lifting wavelet HD-video de-noising system based on FPGA

In accordance with the application requirements of high definition(HD) video surveillance systems,a real-time 5/3 lifting wavelet HD-video de-noising system is proposed with frame rate conversion(FRC) based on a field-programmable gate array(FPGA),which uses a 3-level pipeline paralleled 5/3 lifting wavelet transformation and reconstruction structure,as well as a fast BayesS hrink adaptive threshold filtering module.The proposed system demonstrates de-noising performance,while also balancing system resources and achieving real-time processing.The experiments show that the proposed system's maximum operating frequency(through logic synthesis and layout using Quartus 13.1 software) can reach 178 MHz,based on the Altera Company's Stratix III EP3SE80 series FPGA.The proposed system can also satisfy real-time de-noising requirements of 1920 × 1080 at60 fps HD-video sources,while also significantly improving the peak signal to noise rate of the denoising images.Compared with similar systems,the system has the advantages of high operating frequency,and the ability to support multiple source formats for real-time processing.     

基于FPGA的多信道全数字高频雷达接收机

基于软件无线电的设计思路,提出了一种多信道全数字高频雷达接收机的设计方案.该方案采用USB2.0接口设计实现雷达系统控制和数据传输任务,并结合Altera公司的CycloneII系列现场可编程门阵列(FPGA)芯片,实现系统同步控制、数字正交解调以及数字下变频.与传统模拟接收机和中频接收机相比,该系统具有硬件结构简单、参数配置灵活方便等特点.系统闭环测试结果验证了方案的正确性及合理性,能够满足工程应用的需求.