检索结果-南通市图书馆

作者：崔杰重庆大学

学位级别：硕士

自适应数字波束合成（Digital Beamforming,DBF）技术是阵列信号处理的一个重要研究方向。它采用先进的数字信号处理技术形成天线阵列的加权向量,然后对阵元接收的信号进行加权求和运算,从而使主瓣对准期望信号方向,并在干扰方向上形成... 详细信息

自适应数字波束合成（Digital Beamforming,DBF）技术是阵列信号处理的一个重要研究方向。它采用先进的数字信号处理技术形成天线阵列的加权向量,然后对阵元接收的信号进行加权求和运算,从而使主瓣对准期望信号方向,并在干扰方向上形成零陷。通过数字波束合成器的处理后,阵列天线的性能得到了显著的提高。这些性能包括:快速自适应波束置零、超低副瓣、自适应空时处理、超瑞利限的角分辨率等等。软件无线电技术突破了传统的无线电台以功能单一、可扩展性差的硬件为核心的设计局限性。它要求以开放的最简硬件为通用平台,并且尽可能得用可升级、可重配置的应用软件来实现各种无线电功能,从而为接收机的工程实现提供了一种新的设计思路。开发基于数字波束合成的模块化、智能化的软件无线电接收机系统,并且对接收机设计中存在的问题进行系统地分析,不仅为相关领域的实际应用提供一种可借鉴的设计方法,而且为系统的产品化奠定了基础。文章主要研究内容与工作有: 首先,综合分析了无线通信系统的电波传播和信道模型,并对无线信道模型中常用到的概率密度函数进行了研究与仿真分析;其次,深入研究了数字波束合成基本理论,包括阵列信号模型、阵元分布、DBF系统中最优权值求解方法和DBF性能参数等;然后,提出了一种应用在DBF接收机系统中的多径分集算法。仿真结果说明了该算法对衰落信道下的DBF接收机系统误码率性能具有明显的改善作用;最后,建立了衰落信道下基于自适应DBF的软件无线电接收机系统架构。该架构采用DDC之后进行DBF处理的方式,有效的解决了自适应DBF作信号的DOA估计与计算权矢量时运算量过大的问题。并且,在dsp builder软件设计平台上实现了基于自适应DBF的软件无线电接收机系统的设计。

关键词：数字波束合成软件无线电信道模型 dsp builder

基于FPGA的仿真与控制一体化实验系统设计与开发

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基于FPGA的仿真与控制一体化实验系统设计与开发

作者：刘少华东北大学

学位级别：硕士

仿真与控制一体化实验系统将控制器设计过程中的仿真环节与实验环节相结合,在MATLAB/Simulink环境中进行控制系统的建模与仿真,直接生成可硬件实现的代码文件,以完成实验验证,并通过上位机应用软件监控被控对象在不同控制参数下的响应... 详细信息

仿真与控制一体化实验系统将控制器设计过程中的仿真环节与实验环节相结合,在MATLAB/Simulink环境中进行控制系统的建模与仿真,直接生成可硬件实现的代码文件,以完成实验验证,并通过上位机应用软件监控被控对象在不同控制参数下的响应特性。本文基于FPGA平台设计完成了仿真与控制实验系统,利用dsp builder工具箱,实现了硬件系统与MATLAB/Simulink的对接,采用dsp builder的模块在Simulink平台上完成控制器的设计与仿真,通过编译可导出控制器的HDL文件,直接应用于FPGA设计进行硬件实现。与传统的实验系统相比,本系统提高了数据处理能力,能够完成更加复杂的控制算法,与MATLAB/Simulink的对接,简化了控制器的设计过程,帮助研究人员更加灵活高效的完成控制器的设计。本文的主要工作包括：设计了以FPGA为核心的硬件系统、基于USB2.0协议的数据传输方案、实时监控系统响应特性的上位机应用软件;使用dsp builder工具进行了PID控制器和模糊自整定PID控制器的设计。论文最后给出了以直流电机调速系统为被控对象,两种控制算法在实验系统上的实验结果,证明了该实验系统能够对控制理论的学习与研究提供技术支持和真实的实验环境,达到了设计的基本要求。

关键词：仿真与控制实验系统 FPGA dsp builder

基于dsp和FPGA的数字化接收机的研究及应用

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基于DSP和FPGA的数字化接收机的研究及应用

作者：王奎电子科技大学

学位级别：硕士

微电子技术与超大规模集成电路以及相应软件技术的高速发展,使得开发一款基于软件无线电技术的数字化接收机成为现实。相对传统的数字基带接收机以及纯硬件的模拟接收机而言,软件化的数字化接收机具有很强的稳定性、可调节的动态范围、... 详细信息

微电子技术与超大规模集成电路以及相应软件技术的高速发展,使得开发一款基于软件无线电技术的数字化接收机成为现实。相对传统的数字基带接收机以及纯硬件的模拟接收机而言,软件化的数字化接收机具有很强的稳定性、可调节的动态范围、很强的抗干扰能力、可以利用编程的方式改变系统的功能等优点,当前它已经广泛应用于我们生活的方方面面并且有着明确的发展目标与良好的发展前景。因此研究设计一款中频数字化接收机对于满足各种军用、民用通讯的需求等都具有深远的意义。中频数字化接收机一般都工作在较高的频率之上,这样不仅对于数字前端有较高的要求,而且还对其后的数字信号处理芯片的处理速度以及处理精度也有很高的要求,本文主要的工作是对中频数字化接收机的数字前端以及数字下变频的关键技术等做了深入的研究。模数转换器是中频软件化的接收机的最关键的部分之一,它的选择是否得当直接决定了该软件化接收机设计的成败,本文以Σ?Δ模数转换器考虑各种影响因素建立了仿真模型,并利用该模型对Dither信号对ADC性能指标的影响进行了仿真测试,详细分析ADC的关键的性能指标以及Dither技术对其性能的影响,设计并制作了ADC的测试板卡对ADC进行测试;在中频数字化接收机的另一个关键部分数字下变频模块中研究了三种实现结构,并对它们的镜频抑制能力进行了分析对比,对着数字下变频中各关键模块算法存在的问题及改进进入了深入的研究。最后在系统实现方面,采用dsp builder开发平台实现了一款软件算法优化及硬件资源节省的通用中频数字化接收机。本数字化接收机的设计理念与算法思想已经用于实际的工程应用之中,并且结合dsp builder的开发手段有利于复杂算法的实现与缩短开发周期。

关键词：中频数字化接收机 Σ?Δ模数转换器 Dither信号数字下变频 dsp builder

基于FPGA的图像实时加密系统的设计与实现

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基于FPGA的图像实时加密系统的设计与实现

作者：赵加永西安科技大学

学位级别：硕士

当今信息化时代,无论国家、单位和个人的很多重要信息,都是以数字图形、图像、视频的形式存在。这些图像视频文件的存储和传输,不可避免地面临着被窃取和攻击的危险,因此图像视频文件的加解密研究是信息安全保密研究领域的一个重要研究... 详细信息

当今信息化时代,无论国家、单位和个人的很多重要信息,都是以数字图形、图像、视频的形式存在。这些图像视频文件的存储和传输,不可避免地面临着被窃取和攻击的危险,因此图像视频文件的加解密研究是信息安全保密研究领域的一个重要研究方向,世界各国都投入了巨大力量从事这方面的理论研究和系统、设备的开发。信息加解密和密码学是一门历史悠久的学科,在不同的历史时期,针对不同的加密数据对象,需要不同的理论及实现方法。本课题针对实时视频数据流,从设计实现成本的角度考虑,综合分析视频流数据特点及其对设计资源的需求,采用一款低成本FPGA开发板,实现了改进的Arnold-Logistic混合加解密算法,设计完成了视频图像实时加密系统并进行了硬件演示验证。论文主要工作包括对视频传输系统结构进行分析,在此基础上,把视频加密系统的设计分作三大步骤来实现:即视频图像直通平台的搭建、视频图像数据流加密模块的设计、系统各个功能模块及最终系统的仿真验证。整体设计工作是基于一款Altera Cyclone II EP2C5Q208C8N FPGA开发板及其开发环境完成的。视频图像直通平台,主要是采用Verilog硬件描述语言设计实现。首先通过FPGA配置CMOS图像传感器OV7670的内部寄存器,使其输出像素为640x480的VGA视频图像数据流;然后FPGA正确捕获送来的视频图像数据,并送到外部64MB的SDRAM芯片中缓存;最后从SDRAM中提取图像数据送到VGA接口驱动模块,驱动外部显示器显示实时视频图像,方便验证直通平台以及后续图像处理后的效果。视频图像数据的加密模块部分,主要采用模型设计方式来实现。首先在Matlab的Simulink平台下,调用dsp builder工具箱的标准库中模块来搭建正确的图像加密模型;然后调用Signal Compiler模块把dsp builder模型转换成VHDL硬件描述语言文件,并启动Quartus编译综合、布局布线,最终生成图像加密算法模型脚本文件;最后,在搭建好的视频图像直通平台的工程中调用加密算法模块,完成整个系统的设计。仿真验证工作贯穿在整个设计的各个环节。每个模块以及整个系统都需要经过很多次重复的设计、仿真验证、修改设计工作,最终才能得到性能稳定、功能满足设计指标的系统。设计中主要是通过Modelsim、Quartus II和Simulink中自带仿真验证工具来实现软件仿真,并通过dsp builder的在线测试以及配置到FPGA中来实现硬件仿真。通过采用自顶向下的设计方法,对系统结构和功能模块进行合理划分,然后分别实现各个子模块,最终搭建实现整体系统。最终,在一片Cyclone II芯片上,实现对CMOS图像传感器采集到的视频图像执行实时流加密操作。

关键词： FPGA dsp builder 数据流实时加密

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无源定位参数测量系统的设计与实现

无源定位参数测量系统的设计与实现

作者：张鹏哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

当前,利用民用电视台、调频广播等发射的电磁波作为照射源,对目标进行探测与定位的新型无源定位法越来越受到人们的重视。这种探测系统具有显著的隐蔽性和反隐身性,因此该系统的研发具有重要的战略意义。目前测相位差变化率法是该系统... 详细信息

当前,利用民用电视台、调频广播等发射的电磁波作为照射源,对目标进行探测与定位的新型无源定位法越来越受到人们的重视。这种探测系统具有显著的隐蔽性和反隐身性,因此该系统的研发具有重要的战略意义。目前测相位差变化率法是该系统的核心技术之一,其定位精度和速度都比传统的无源定位方法高。但是当前研究主要集中在定位算法的仿真和硬件模拟实现上,不能够真正应用于实际定位。为了进一步贴近工程应用,开展对无源定位参数测量技术的研究具有重要的理论和现实意义。本文在相位差变化率定位算法硬件平台已实现的基础上,对无源定位参数测量系统的软硬件设计进行了详细研究。主要研究成果如下:1.建立一个相位差变化率测量系统的数学模型,分析了系统的关键技术:高速滤波器和精确本振源的实现。2.基于dsp builder技术,提出了简单可行的高速滤波器和本振源的设计方法,在Matlab中实现该测量模型。3.在仿真结果验证该系统满足参数指标的基础上,介绍了模型文件转化成VHDL文件的具体方法,引入IP核的宏模块定制功能,完成了整个软件系统的设计。4.依据软件系统的资源需求,选定合适的FPGA芯片,提出了一种硬件设计方案。该方案对多路采样时钟的同步、噪声以及温漂的抑制等关键问题的解决都提出了相应的方法。

关键词：无源定位相位差变化率 dsp builder IP核差分输入

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相控阵超声检测中的关键技术研究

相控阵超声检测中的关键技术研究

作者：张晶天津大学

学位级别：硕士

相控阵超声扫描检测是近年来兴起的超声检测技术，是按照一定规律排布超声阵列换能器，通过控制激发晶片的个数和激发时序，来控制超声波声束扫描聚焦的范围和位置。相控阵超声无损检测技术因其快速灵活而高效的声束扫查聚焦控制、较大... 详细信息

相控阵超声扫描检测是近年来兴起的超声检测技术，是按照一定规律排布超声阵列换能器，通过控制激发晶片的个数和激发时序，来控制超声波声束扫描聚焦的范围和位置。相控阵超声无损检测技术因其快速灵活而高效的声束扫查聚焦控制、较大的动态变化范围以及清晰的实时成像，逐渐发展为一种主流的工业无损检测新兴技术手段，在石油长途运输管道及大型储罐焊缝检测中起到不可替代的作用。国内自主研制的超声相控阵检测系统在相关技术层面还有很大的发展空间。本论文设计了一个应用于大型石油储罐焊缝检测的多通道超声相控阵自动检测系统，并就其中几项重点技术进行了仔细研究。本文主要工作内容如下： 1.对超声相控阵检测的原理进行了综合描述，详细讨论了超声相控阵动态扫描的聚焦法则和延时控制法则及其物理依据，作为本课题的理论依据。 2.设计了32通道超声相控阵自动检测系统的硬件方案，主要是针对16通道仪器硬件的缺陷，在此基础上进行了重要模块电路的改进和重新设计。包括对相控阵超声脉冲发射电路、回波信号接收电路、超声模拟前端集成电路、DDR存储部分电路、两片FPGA作为主从控制器的接口电路等重要电路模块的改进设计。 3.设计了基于乒乓存储的高速实时数据通讯系统设计方案，给出高速数据通讯系统的整体架构的同时，就USB2.0控制器基于Slave FIFO模式的数据读写控制，DDR存储芯片的读写操作控制时序以及使用IP核对DDR接口控制等方面进行了深入研究。并通过大量仿真和实验验证，证明了数据通讯系统的可行性。 4.设计了使用dsp builder实现对超声回波信号的滤波的方案，并通过仿真实验验证了对回波信号滤波的效果。本文设计的多通道相控阵检测系统已投入应用于中石油大型储罐焊缝检测中，目前处在试验阶段。系统的稳定性、高效性和实时性基本满足工业超声无损检测的各项指标。

关键词：超声相控阵无损检测 FPGA USB2.0 乒乓存储 DDR SDRAM dsp builder

超宽带同步技术研究和基于FPGA的同步器实现

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超宽带同步技术研究和基于FPGA的同步器实现

作者：张文婷苏州大学

学位级别：硕士

超宽带(UWB)无线通信技术具有传输速率高、功耗低、定位精度高、抗多径能力强等许多优点,已成为短距离无线通信领域研究与开发的热点。但是超宽带技术要走向成熟,还需要解决许多关键的技术问题,其中之一就是信号的同步及其硬件的实现,... 详细信息

超宽带(UWB)无线通信技术具有传输速率高、功耗低、定位精度高、抗多径能力强等许多优点,已成为短距离无线通信领域研究与开发的热点。但是超宽带技术要走向成熟,还需要解决许多关键的技术问题,其中之一就是信号的同步及其硬件的实现,要求不仅有良好的性能,且拥有简单的结构。本文首先介绍了超宽带通信的发展动态和基本原理,深入研究了典型的UWB通信系统方案及其调制技术,讨论了UWB通信的信道模型。接下来讨论了UWB系统的多种同步技术,然后采用了一种基于正交互补序列集递归算法构造的具有良好自相关和互相关性的零相关区(ZCZ)序列集,用来作为自适应算法的训练序列,并通过仿真验证了运用该训练序列的算法具有更好的同步性能。在硬件方面,设计了一种基于FPGA的帧同步器实现方案,该方案中采用的帧同步码是ZCZ序列,在dsp builder开发环境中对其进行了硬件设计和仿真,最后将设计程序下载到FPGA开发板,并进行HIL硬件仿真,结果表明该硬件方案确实可行。

关键词：超宽带同步 ZCZ序列帧同步器 dsp builder

基于FPGA的开关磁阻电机无位置传感器与模糊PID控制系统的研究

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基于FPGA的开关磁阻电机无位置传感器与模糊PID控制系统的研究

作者：田兆垒江苏大学

学位级别：硕士

开关磁阻电机调速系统兼有交流调速系统和直流调速系统的优点,结构简单、坚固耐用、成本低廉、可控参数多、控制方式灵活、可得到各种所需的机械特性,且在宽广的调速范围内均具有较高的效率。因此,开展开关磁阻电机的研究,对推动开关磁... 详细信息

开关磁阻电机调速系统兼有交流调速系统和直流调速系统的优点,结构简单、坚固耐用、成本低廉、可控参数多、控制方式灵活、可得到各种所需的机械特性,且在宽广的调速范围内均具有较高的效率。因此,开展开关磁阻电机的研究,对推动开关磁阻电机应用于工业电气传动、自动控制、航空航天等高技术领域,提高我国经济实力,具有重要现实意义。开关磁阻电机转子位置信号是各相主开关器件正确进行切换的依据,传统检测方法中位置传感器的引入增加了电机结构的复杂性,影响了开关磁阻电机调速系统的可靠性。同时开关磁阻电机调速系统是一个实时性很强,计算量很大的复杂系统,在高速和超高速运行的时候,实时性的矛盾更加突出。在国家自然科学基金的资助下,本课题组展开了对基于FPGA的开关磁阻电机无位置传感器与模糊PID控制系统的研究。本文首先介绍了开关磁阻电机的基本运行原理,包括开关磁阻电动机的基本结构、数学模型以及控制策略。其次在分析位置传感器检测的原理和实现方法的基础上,采用最大磁链法作为无位置传感器检测方法的理论原理,并应用硬件描述语言设计了相关功能模块。实验结果验证了该方法的可行性。再次以模糊PID算法为核心设计了调速控制器,应用基于MATLAB和dsp builder的dsp设计方法完成了该算法的全硬件实现。最后在CycloneⅡFPGA上搭建了开关磁阻电机调速系统的五位置传感器数字系统。开关磁阻电机无位置传感器数字系统采用全数字控制的SOPC设计简化了硬件电路,改善了系统实时性,提高了系统的可靠性,为开关磁阻电机的控制提供了可靠的硬件平台。

关键词：开关磁阻电机无位置传感器检测 FPGA dsp builder SOPC 模糊PID控制

基于SOPC技术的水下视频数字传输系统的设计

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基于SOPC技术的水下视频数字传输系统的设计

作者：李绍光中国海洋大学

学位级别：硕士

本论文旨在研究设计一台用于水下环境的,集视频实时采集、视频高压缩比压缩和视频实时传输功能于一体的数字视频传输系统。我国是一个海洋大国,海洋国土面积300多万平方公里。海洋中蕴含着丰富的资源,在我国可持续发展中,海洋的作用越... 详细信息

本论文旨在研究设计一台用于水下环境的,集视频实时采集、视频高压缩比压缩和视频实时传输功能于一体的数字视频传输系统。我国是一个海洋大国,海洋国土面积300多万平方公里。海洋中蕴含着丰富的资源,在我国可持续发展中,海洋的作用越来越突出。要对海洋资源进行探索研究,就需要采集水下的视频图像信息,而海洋的复杂环境决定了完成这项工作的难度和复杂性。因而,开展水下视频无线传输的研究,在国民经济和军事上都具有重要的价值和意义。利用有限带宽的水声信道实时传输视频图像的关键技术为:一是高效的视频图像压缩技术,二是高效的水声Modem研制。而高效的视频图像压缩技术有可细分为高效的视频图像压缩算法和高效的视频压缩电路,而后者就是本文的主要研究内容。本文设计的水下视频数字传输系统按照功能划分为三大功能模块:视频采集模块、视频压缩模块和视频传输模块。本系统使用先进的SOPC技术,对各功能模块设计IP核化和“自顶向下”的设计理念,符合技术发展要求、切合研发、调试的实际,利于系统的升级与维护。在视频采集模块中,完成了摄像头和SAA7113H的IP核控制器的编写工作;在视频压缩部分,在对先进的视频压缩编码技术进行简单回顾并介绍了一种针对水下视频特点提出的高效压缩编码技术,其压缩比可达到250:1～500:1。随后,针对算法结构的特点,研究了水下视频高压缩比编码算法的硬件实现,提出了基于FPGA的dsp开发方案,并通过dsp builder、ModelSim等EDA工具完成了部分硬件实现任务。在视频预处理算法中,完成了5/3离散提升小波变换的正变换、逆变换的模型搭建和仿真实验;在帧内编码算法中,完成了DPCM编码的模型搭建和仿真验证;在帧间编码算法中,完成了查找匹配块的算法的模型搭建和仿真实现。积累了大量算法硬件实现的设计经验,为进一步提高压缩编码算法的硬件化程度奠定了基础。最后一部分,针对所搭建系统双FPGA双NIOS协同工作的特点,进行了传输接口设计,为将来与水声节点的模块对接提供了良好的软、硬件接口。最后,对与论文工作进行了总结,并对研究的进一步工作进行了展望。

关键词： SOPC dsp builder 视频压缩小波变换水声通信

基于FPGA技术的水下视频压缩编码器的研制

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基于FPGA技术的水下视频压缩编码器的研制

作者：于涛中国海洋大学

学位级别：硕士

近年来,海洋资源的开发和国防建设技术内涵的延伸和功能的扩展给水下探测和信息处理带来了新的应用和发展空间,视频探测作为一种重要的水下目标探测识别的手段受到了广泛的重视,自主水下航行器(AUV)和水声通信技术的飞速发展进一步推动... 详细信息

近年来,海洋资源的开发和国防建设技术内涵的延伸和功能的扩展给水下探测和信息处理带来了新的应用和发展空间,视频探测作为一种重要的水下目标探测识别的手段受到了广泛的重视,自主水下航行器(AUV)和水声通信技术的飞速发展进一步推动了人们对水下视频图像领域的研究。在视频探测系统中,如何将视频探测数据有效存储,或经由水声信道或无线电信道实时、有效地传输到图像处理系统是其中的基础和关键技术之一。由于水声信道带宽严重受限特性及AUV图像数据存储空间有限等影响,使得视频图像压缩编码成为水下目标视觉识别应用的关键技术。小波变换具有较好的时频局部化性能和与人眼视觉特性相符合的多分辨率分析能力,因而被广泛应用于图像压缩中。而提升小波变换由于不依赖于傅立叶变换,在空间域就能完成小波变换,具有更适合硬件实现的特点。本文根据水下目标视觉探测识别应用的需要,详细比较和论证了水下视频压缩编码器设计和实现方案,并最终确定了采用基于FPGA的dsp开发平台,利用SOPC技术进行软硬件协同设计,以满足数据处理高速、灵活性和通用性的目标。论文首先分析了水下视频图像的特点和水声信道传输的特性,视频图像的采集,介绍了小波变换的基本理论及压缩算法的选取,然后针对选取的小波算法进行压缩系统的搭建。论文的第一个重要研究内容是如何利用FPGA进行视频数据流的实时采集和存储,包括视频图像捕捉、解码、DMA控制器的设计以及软件程序设计等。论文的第二个重要研究内容是基于提升小波变换的视频压缩算法的FPGA实现,运用Altera的dsp builder开发工具进行设计,包括色度空间转变,提升小波变换,码书生成等模块IP核设计及软件编写等。最后,根据本系统实际研究开发结果,总结分析了系统的特点,并对下一步设计工作进行了展望。

关键词：水下视频压缩 SOPC dsp builder 提升小波变换