A new digital transmitter based on delta sigma modulator with bus-splitting

A new digital transmitter based on delta sigma modulator( DSM) with bus-splitting is presented in this paper. The second order low pass error-feedback delta sigma modulator( EF-DSM) is focused. The signal to noise ratio( SNR) of the EF-DSM is derived for different bus-splitting bits.Following the EF-DSM,a multi-bit digital up mixer is used for carrier frequency transform. In order to validate the theory of bus-splitting,two types of transmitters are implemented on FPGA for comparison,in which one is with non-bus-splitting and the other is with bus-splitting. The FPGA implemented transmitter with bus-splitting promotes the maximum operation speed by 39%,and reduces hardware consumptions more than 16%. Both single tone and orthogonal frequency division multiplexing( OFDM) signal source are used to evaluate the proposed transmitter.     

高速数字接收机中位同步与滤波联合实现方法

针对高速数字接收机中的位同步问题,提出了一种位同步与滤波联合实现结构.该结构利用一次快速傅里叶变换(FFT)运算将信号变换至频域,从中提取定时信息并实现定时恢复,同时完成滤波处理,极大地降低了系统的运算量,节约了硬件资源,并且能够先于载波同步稳定工作.理论分析与仿真结果表明,该结构算法复杂度低,比常用时域方法减少了约60%的运算量,能够在中等信噪比条件下(15 dB以上)准确实现位同步,适用于高速调制解调系统.     

多径衰落信道下准正交时分复用的研究

基于时频对偶原理，提出了一种准正交时分复用（QOTDM）系统．该系统利用频域具有升余弦性质的脉冲波形的平移准正交特性，采用自适应信道均衡方法，使发送滤波器、信道和接收滤波器的频域总特性具有升余弦性质，信道等效脉冲响应满足奈奎斯特采样点无失真准则．发送端利用上述信道进行时域波形准正交的离散信息符号序列传输；接收端根据信息符号波形的准正交特性，实现准正交分离．与正交频分复用（OFDM）系统相比，QOTDM系统在略微降低频带利用率的条件下，可以降低峰值平均功率比，并且当信噪比较高时具有更强的抗多径衰落能力．仿真结果表明，在准静态多径衰落信道下，采用正交幅度调制，在误比特率为10^-3时，QOTDM比OFDM的平均比特信噪比值约低3dB．     

A novel transmit scheme for OFDM systems with virtual subcarriers

Based on the double repetition structure in the frequency domain and the proper pulse shaping filter in the time domain, a novel transmit scheme for orthogonal frequency division multiplexing （OFDM） systems with virtual subcarriers is proposed. Our proposed scheme with comb-type pilots can provide feasibility to reduce the channel estimation errors at the band edges with conventional inverse fast Fourier transform （IFFT）-based channel estimator. Also this transmit scheme can provide additional diversity compared to the conventional OFDM scheme. Meanwhile, the receiver schemes corresponding to the proposed transmit scheme are presented to obtain the advantages mentioned above. All these efficacies are confirmed by simulations.     

结合Walsh变换与LDPC码的OFDM信道估计算法

为了提高正交频分复用 (OFDM)系统的信道估计精度 ,提出了一种结合 Walsh变换和低密度奇偶校验 (L D-PC)码的信道估计算法。该算法利用信道传输函数的频域相关性 ,通过 Walsh变换和变换域滤波降低了 OFDM系统的信道估计方差 ,同时利用 L DPC码强大的纠错能力提高了系统的整体性能 ,使系统在欧洲电信标准组织信道模型下每比特信噪比门限降低了近 2 d B。结果表明 ,该算法在未来宽带OFDM系统中具有应用潜力     

Design and Implementation of DSP—Based IEEE802.16a OFDM System

A set of integrated Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation and demodulation system is proposed and its performance is verified in reference to the standard of IEEE802.16a for WMAN. The design, combined with analogy front-end, adopts Texas Instrument ( TI ) Company's 6701 evaluation module (EVM) to construct digital Intermediate Frequency (IF) platform. A DSP-based baseband processing software module is embedded into the system. The proposed scheme makes it possible for users to select various software modules to set up corrections with different throughput performance. Taking into account the given hardware configuration, the design aims to optimize the algorithm modules to accomplish better system performance.     

TDS-OFDM对信道频谱零点的重建

当无线传输信道出现频谱零点,正交频分复用(OFDM)系统会出现严重的性能恶化。针对信道频谱零点带来的性能恶化问题,现有的OFDM系统采用信道编码和交织来恢复丢失的数据。该文为时域同步OFDM系统,提出一种低复杂度的信号重建方法,该方法不需要对现有的时域同步OFDM发射机作任何额外的修改,完全在OFDM接收端进行,在均衡过程中重建因信道频谱零点而丢失的数据,并且其计算复杂度只和快速Fourier变换相当。计算机仿真证明,新方法的应用使时域同步OFDM系统的性能显著提升,大大优于现有的重叠相加均衡方法。     

一种低发射功率的单载波频域均衡结构

单载波频域均衡技术可实现同正交频分复用多载波传输技术等效的抗多径衰落性能及较低的处理复杂度,具有较低的峰均比,因此成为下一代移动通信中非常有前景的传输技术.但是传统的单载波频域均衡系统发射机需要在每一帧信号前插入循环前缀.提出了一种优化的单载波频域均衡结构,仅在发射机偶数帧前面插入循环前缀,因此可以提高发射机的频谱效率,节约了发射功率.在接收端,当检测偶数帧信号时,利用传统的频域均衡技术进行检测;提出了两种检测奇数帧信号的频域均衡接收机,分别为基于重叠保留法和重叠相加法的频域均衡接收机.仿真结果证明基于重叠保留法的频域均衡接收机可以取得与传统单载波频域均衡系统相近的误符号率性能.     

TDS-OFDM对信道频谱零点的重建

当无线传输信道出现频谱零点,正交频分复用(OFDM)系统会出现严重的性能恶化。针对信道频谱零点带来的性能恶化问题,现有的OFDM系统采用信道编码和交织来恢复丢失的数据。为时域同步OFDM系统提出一种低复杂度的信号重建方法,该方法不需要对现有的时域同步OFDM发射机作任何额外的修改,完全在OFDM接收端进行,在均衡过程中重建因信道频谱零点而丢失的数据,并且其计算复杂度只与快速Fourier变换相当。计算机仿真证明,新方法的应用使时域同步OFDM系统的性能显著提升,大大优于现有的重叠相加均衡方法。     

基于MIMO阵列的混合波束赋形算法

低轨(low earth orbit，LEO)卫星通信可以克服恶劣地形影响实现远距离通信，面对突发灾害能快速部署解决通信问题，但是，卫星在保持高速运动的同时采用高频段的信号，容易导致通信时产生严重的信号衰落。针对此问题，基于传统遗传算法提出一种适用于混合波束赋形架构的算法。固定模拟域对数字域进行迭代优化，然后固定数字域对模拟域进行迭代优化，通过共同的待优化矩阵进行联合求解，在固定功率的前提下不断迭代优化矩阵，采用混合波束赋形方法有效减少硬件复杂度，更加接近数字波束赋形的性能。仿真表明，在混合波束赋形架构应用上，相对于传统的正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法，所提算法性能提升了6.61%。     

基于OFDM可见光通信系统发送器研究

为提高可见光通信系统的传输速率, 利用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)调制技术, 设计并实现了基于DSP(Digital Signal Process)处理器的可见光通信系统发送器。硬件系统主要由DSP电气平台、 D/A(Digital/Analog)转换电路与Bias-tee/LED(Light Emitting Devices)驱动电路构成。软件系统采用16PSK调制方式对OFDM子信道进行编码, 以增强系统的抗噪声能力, 使之不易受信道特性变化的影响。实验结果表明, 该发送器可实现OFDM数据帧发送, 在调制方式为16PSK、 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)计算为16阶基2快速傅里叶变换算法时, 发送端的有效数据传输速率为18 kbit/s。负载阻值越大, 发光二极管驱动电路OFDM输出信号的波形失真越小。将OFDM技术移植到可见光通信系统的研发中, 不仅能提高系统的数据传输速率, 同时还能有效抑制因信道衰落和延迟而引起的符号间干扰(ISI: Inter-Symbol Interference)及载波间干扰（ICI: Inter-Carrier Interference）。     

基于负数位矢搜索的新型OFDM系统

基于实信号序列经反快速傅里叶变换（IFFT）,进行任意位数循环移位和快速傅里叶变换（FFT）,其幅值保持不变的特性提出了一种新颖的OFDM系统结构设计.通过研究发现在OFDM系统接收端得到的复数序列在星座图中的分布位置与原实数序列的正负性具有确定的对应关系,并据此给出了一种适用于MPSK调制的OFDM系统设计方法.仿真结果表明构建的OFDM系统能有效克服多径效应、多普勒效应以及信道高斯噪音对系统性能的影响.当SNR高于10dB时,即使接收终端速度达500km/h,其BER仍低于10-1.     

A new implementation of image-processing engine for 3D visualization and stereo video stream display

This paper presents a new implementation of a high-definition image-processing engine, which mainly targets the 3-dimensional (3D) visualization and stereo video stream display of binocular display equipment. The engine is compatible with the mainstream analog and digital stereo videos in component format and is able to receive stereo composite video broadcast signals using an integrated analog stereo video decoder. The four modules include a spatiotemporal scaling transform engine, a 2D–3D converter, an image animating engine, and a 2D scalar operating in pipeline architecture to implement the video format conversion and the stereo effect enhancement. Furthermore, the data access, hardware structure, and system-level configurations are optimized. Finally, the proposed architecture is realized by 0.18 μm CMOS technology. The application-specific integrated circuit verification results show that the engine can generate a strong feeling of 3D immersion and high-definition image quality with minimal flicker. The chip has wide compatibility and an uppermost 1080P-processing capacity, which has approximately 3.5 million gates with about 43 mm² die size.     

基于零中频的短波发射机DSP单元设计与实现

由于短波的频段比较窄,利用高性能的上变频器AD9857来实现零中频的、直接射频的短波发射机.基于零中频的短波发射机DSP单元是发射机的核心单元,主要包括基带滤波、调制及射频产生、AGC(Auto Gain Control,自动增益控制)、ALC(Auto Level Control,自动功率控制)等功能模块.重点分析DSP单元的电路实现及以上功能模块的设计方法与实现.     

可用于HEVC视频编码器的混合输入DCT变换器设计

离散余弦变换是HEVC中的重要组成模块之一，能够有效提高压缩效率。本文针对帧间预测重构时，随着CTU尺寸的增大和划分层次的增加，完成全部变换块变换所需要的时钟周期显著增多的问题，提出一种既可以实现单一变换块的变换与反变换，又可以对尺寸为32 px*32px基于HEVC四叉树划分的混合块进行变换与反变换的硬件架构.采用多层次蝶形架构与混合矩阵乘法器对混合输入数据进行逐级分解并运算，其数据流动与单一变换块一致。在Altera的Stratix III器件下综合工作频率为189.47 MHz，在Synopsys的SAED 90-nm器件库下用DC综合工作频率为140 MHz，逻辑门数为130K，混合块变换每个时钟始终可以处理32点数据。     

中频数字化软件无线电技术的研究

介绍了软件无线电系统的体系结构,分析了实现软件无线电的关键技术,结合理想软件无线电的设计思想,利用现有的微电子器件和技术手段,对目前可行的中频数字化软件无线电技术的实现方案进行了深入地探讨和研究,并设计了一种具体实现方案的实验平台,最后指出了软件无线电技术在未来的移动通信中的应用前景.     

用于全数字发射机的数字上变频电路

通过分析数字上变频器系统的工作过程及其主要参数对输出信噪比的影响,合理设计差分电压、预加重电路和高速串行发送器等的布局,有效提高数字上变频电路的性能.实际仿真和硬件测试表明,所设计的数字上变频器可将基带信号直接上变频到907.2 MHz频率上,实现阻带衰减达35 d B,提高了发射端信号的有效性和准确性,可以满足全数字发射机的应用要求.     

一种用于CP-CDMA系统的正交频率分组码:梳状频谱码

运用OFDM中的频率正交的概念将CDMA码进行分组,从而大大降低信道均衡的计算复杂度.所建议的正交频率分组(OFDG)码是将长度为 M 的码集分成 N 组,任意两组码在频域上相互正交.同一个组内的码在时域上相互正交.文章介绍了这种码的设计准则,并给出了一个具体的实例,称为梳状频谱(CS)码.CS码利用传统的正交码通过2步操作得到: (1) 循环重复操作; (2) 角度旋转操作.与传统的CP-CDMA相比,CP-CS-CDMA 用于信道均衡的点数减少了 N 倍.仿真结果验证了这一方法的有效性.     

一种低复杂度LDPC译码器的FPGA设计与实现

利用切比雪夫多项式良好的逼近性,提出了基于切比雪夫多项式拟合的BP译码算法,并将该算法在FPGA上进行了实现.该算法利用切比雪夫多项式拟合算法对传统BP算法中的复杂函数进行拟合,用少量的乘法和加法运算代替传统BP算法中的复杂函数.此外,调整得到的多项式系数,使其便于硬件实现.同时,提出一种基于移位运算的切比雪夫结构,减小因乘法器的实现带来的复杂度;并提出基于流水线设计的半并行结构,设计并实现了低复杂度的BP译码器.实验结果表明,相比于相关工作,这种结构能有效减少硬件资源.     

高性能密码服务系统体系结构设计

随着大型电子商务和电子政务系统中客户数量的增多,主机端密码系统的性能成为提供安全服务限制因素,针对该问题提出了一种基于高性能、可编程密码模块硬件的密码服务系统体系结构.通过设计统一设备API(Application Program Interface)接口和在模块内的芯片之间实现并行密码运算,该方法可以实现系统密码运算的高性能.该系统已在IBM Services345服务器和密码模块硬件上实现.通过对1024位RSA签名性能与并行密码模块数目间的关系进行测试分析,结果显示,基于该体系结构实现的密码服务系统是高性能的和可扩展的.