第1章 引 言产业界人士和观察家（甚至包括那些经过多年外层空间旅行刚刚返回这个世界的人）都已经很清楚，因特网（ I n t e r n e t）发展所达到的地位和其所产生的现象都不同于本世纪或上世纪所提出的任何一种技术。 I n t e r n e t的延伸和影响范围、有关 I n t e r n e t 出版物、以及包括美国在线（A O L）、美国电报电话公司（ AT & T）和微软公司等I n t e r n e t产业界的大量风险投资者，这一切都会使我们有一种纷繁迷乱的感觉。所有这些都是通过这样或那样的方式与 I n t e r n e t连接起来。I n t e r n e t也是Joe Sixpack和Fortune 1000这样的网站每天都关心、考虑和使用的唯一技术。或许I n t e r n e t是世界上少有的几个能够以相同的平等程度来对待每一个用户的实体组织之一。一个企业的首席执行官（ C E O）如果想给公司提供更好的网络服务保证，他必须建立一个专用网络。而在I n t e r n e t中，每一个人对网络的访问都是平等的。I n t e r n e t的发展并没有损害到那些在过去 1 5 0年中所发展起来的其他技术。的确，电话技术是相当重要的，它可以使我们能够在双方不见面的情况下通过声音与线路另一端的人通话。同样，汽车也改变了我们的生活，汽车的出现能够使我们在一天之内跨越更大的距离，而这个距离要比任何其他动物多出一个数量级。电灯、无线电和电视都曾经是改善我们日常生活的十分重要的技术，扩展了我们在非睡眠状态的时间，向我们传播各种信息，使我们享受更多的娱乐。我们已经在很大程度上解决了生存问题。大多数人的饭桌上有足够的食品、有温暖的住所，并且都有一个工作场所，可以每天早出晚归地工作。我们也可以不必被动地接收各种电视节目，而可以轻松地使用遥控器选择欣赏自己喜爱的频道。I n t e r n e t除了有把事情变得更好的能力外，也可能会把事情搞得更糟。在好的一方面，I n t e r n e t能够使我们在世界范围同人们进行对等通信；使我们能够访问那些存储在数以百万计的网络计算机上的几乎无限的大量信息。一些功能强大的搜索引擎能够使我们更加简单和迅速地实现对有用、有意义的信息资源的定位。不同阶段的商务活动，包括从最初的偶然兴趣直到成熟的采购定单等，都可以在 I n t e r n e t上完成。甚至于许多人已经开始幻想在将来的某天，I n t e r n e t能使我们不再需要每天早起去上班了。人们可以靠在枕头上使用一台膝上型计算机（或许将来可能出现的任何先进的计算机）通过拨接 I n t e r n e t对所有的商务活动和某些消遣娱乐进行管理和维护。在不利的一方面，I n t e r n e t也可能使我们成为有电子怪癖的人，使我们缺乏与其他人进行直接交流的能力。人们仅有的非睡眠时间都将被耗费在计算机的荧光屏前，不停地键入I n t e r n e t地址（U R L）或指向其他的超级链接。最令人不安的是，由于“等待回应（ W F R E，waiting for reply）”而浪费的时间是不可挽回的。 W F R E现象的出现是由于I n t e r n e t上太拥塞、太慢，以至于你的浏览器似乎进入了一个永久“等待回应”的状态。有时候它只是几秒钟的问题；另一些情况下可能是几分钟。你在 W F R E状态下盯着计算机荧光屏等待所花费的时间第一部分 概 述是相当大的，这些时间的总和可能会是一个令人吃惊的数字，其数量级或许是几个月甚至几年。我们所讨论的要点在于：1) Internet已经经历了巨大的增长过程，并且这种增长将会继续。2) 不论是居民用户或者是团体用户， I n t e r n e t都受到了同等的欢迎。对于后者， I n t e r n e t还意味着新的收入增长点。3) 一些实力很强并且有创造力的产业巨头正在致力于 I n t e r n e t的应用，以便为其企业自身及其消费者提供有利条件。无庸置疑，不论是偶尔对 I n t e r n e t的临时使用还是正式规范地应用I n t e r n e t，都将导致对I n t e r n e t更多的兴趣和广告宣传。与此同时，也将伴随着 I n t e r n e t应用和及其流量的成比例的增长。4) 目前I n t e r n e t的带宽和容量还是缺乏的，这导致了 I n t e r n e t上不稳定的响应时间和不可预知的性能。同时产生的问题是， I n t e r n e t是否有能力支持未来的、高带宽需求的、时延敏感的应用？或者说I n t e r n e t是否有能力支持居民对带宽容量的适度增长的需求？我们是如何进入了这样一个不稳定的状态呢？这个问题有若干答案，但其中没有一个是真正有权威性的解释，或许还有一些是可以根本不考虑的。首先， I n t e r n e t是其自身成功的一个受害者。每一天都有新的用户加入到 I n t e r n e t中，越来越多的人不停地使用浏览器通过一个We b站点搜寻他们所感兴趣的下一个 We b站点。由于访问 I n t e r n e t的价格仅是电话的市话费用附加一个适度的费率，因此并没有一个价格上的保护手段来防止某些浏览者对 I n t e r n e t资源的长时间占用。另一种资源的缺乏不一定是由于网络资源的不足引起的，而更大程度上是由于服务器的资源不足造成的。对某些服务器或服务器阵列来说，突发性的连接请求所引起的负荷和突发的频度可能大大超过了这些服务器的处理能力。这种突发的大量的连接请求一般发生在大量的客户试图同时访问同一个 We b服务器的时候。这个问题可以被认为是一个临时性的问题，因为服务器的供应商通常会不断地提供新型的内容服务器主机、负载平衡器、 We b缓存器等来使该问题得到缓解 。另一个问题是某些链路可能正好没有足够的带宽来支持业务所提供的流量负荷。这个问题的部分解决方案当然是增加更多的带宽；一些新的技术，如波分复用（ W D M）技术，似乎可以为用户提供几乎无限的带宽。所有这些我们上述所讨论的问题都是造成 I n t e r n e t及I n t r a n e t（I n t r a n e t是I n t e r n e t在企业范围内的一个著名的复制品）性能极其不稳定的重要因素。在这些问题中，有很多都已经被研究清楚了；虽然其中有些诸如价格等问题是不可能在一夜之间得到解决的，但是我们至少已经知道解决方案是存在的，并且可以在不久的将来得到应用。然而，有关I n t e r n e t性能和基于I P协议进行网络互连的最基本问题，很大程度上还在于基本 I P路由转发处理过程和该功能的实现平台。
标签： ip交换技术
上传时间： 2022-07-27
上传用户：fliang
正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是当前一种非常热门的通信技术。它即可以被看作是一种调制技术，也可以被看作是一种复用技术。由于它具有抗多径衰落和频谱利用率高的特点，因此被广泛应用于高速数字通信领域，比如应用于IEEE 802.11a无线局域网（WLAN）的物理层等等。我的毕业设计的核心任务是：采用FPGA来实现一个基于OFDM技术的通信系统中的基带数据处理部分，即调制解调器。其中发射部分的调制器包括：信道编码（Reed-Solomon编码），交织，星座映射，FFT和插入循环前缀等模块。我另外制作了相应的解调器，可以实现上述功能的逆变换。另外，我还对OFDM技术，IEEE 802.11a的标准文献，基于Simulink的OFDM模型和仿真，ALTERA公司的技术和IP Core的使用等方面进行了研究。这些在文章中都有体现。
上传时间： 2022-07-29
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十多年来，随着信息技术、电子技术和通讯技术的发展，嵌入式系统已经获得了空前的应用和发展。随着嵌入式应用系统功能复杂度的提高、对软件产品的非功能约束的特别关注以及由于市场的激烈竞争导致嵌入式软件推出周期的缩短，都使得嵌入式软件开发人员面临着严峻的危机和挑战。传统的结构化开发方法已经显得力不从心，于是嵌入式软件开发人员在软件开发中引入了目前较为流行的“面向对象方法(OO)”，．但是目前对该方法的应用还只是停留在传统的以编程为中心的嵌入式软件开发方法上，不能很好地保证软件复用和代码的重用，因此难以满足市场对嵌入式软件开发效率和开发质量的要求。 本课题的研究内容是应用面向对象方法的框架技术，对嵌入式系统领域的专有结构组件进行封装，创新性地提出了面向嵌入式系统领域的通用实时框架ARTIC(Abstract real-time contrO1)。ARTIC框架除了具有框架的共有优点一最大限度实现软件重用外，最突出的是具备以下两个特点： 1、功能和非功能的分离 在应用面向对象的技术时，传统的嵌入式软件开发方法关注的重点是软件结构和功能分解，、忽略了嵌入式环境下特殊的非功能性要求。为了在实现系统功能需求的同时，保证软件系统的非功能性需求的实现，ARTIC框架引入了面向方面的思想，、把系统的非功能性需求从功能模块中分离出来，为它们单独设计组件。开发人员在应用该框架进行嵌入式软件设计时，只需要关注功能需求的实现，对于实时性、调度等非功能需求的实现可以通过调用ARTIC提供的时间管理模型和任务调度模型直接实现。 2、基于状态机的主动对象设计模式 根据嵌入式系统通常由多个控制线程组成的特点，应用基于状态机的主动对象设计模式，把嵌入式软件系统构建成多个主动对象的缉合。相对于传统的面向对象方法，本文提出的主动对象的最大特点在于：它提供对事件队列、控制线程和表示主动对象动态行为状态机等的封装，并且该模式可以直接支持嵌入式系统的并行性。 ARTIC框架的应用能够帮助嵌入式软件的开发人员快速地开发出高质量的嵌入式软件，除此之外，因为它包含了一个微小的实时操作系统(RTOS) 报包装，在某些场合可以作为一个简易的RTOS使用。为了验证ARTIC的性能，本文将该框架应用于硬币搬送实时控制系统的开发设计，从该系统的应用中充分体现了ARTIC框架的优点。
上传时间： 2013-06-21
上传用户：cxl274287265
随着通信技术的发展，视频传输系统因具有方便、实时、准确等特点已成为现代工业管理、安全防范、城市交通中必不可少的重要部分。而光纤传输以大容量、保密性能好、抗干扰能力强、传输距离等优点越来越受人们的关注。本论文以FPGA为核心芯片，结合数字化技术和时分复用技术，提出了一种无压缩多路数字视频光纤传输系统设计方案，并详细分析方案的设计过程。 系统分A/D转换、D/A转换和FPGA数据处理三大模块化进行设计，FPGA数据处理模块实现了程序的配置下载、IO口的控制功能、各时钟分频、锁相功能和多路数字信号的复接解复接仿真，同时完成了视频信号的A/D转换和数字视频信号的D/A转换功能，最终实现了八路视频信号在一根光纤上实时传输的功能。接收视频图像轮廓清晰、没有不规则的闪烁、没有波浪状等条纹或横条出现，基本满足视频监控系统的图像质量指标要求。各路视频信号的输入输出电接口、阻抗和收发光接口均符合国家标准，系统具高集成度、灵活性等特点，能广泛应用于各场合的视频监控系统和安全防范系统中。 关键词：FPGA，光纤传输，视频信号
上传时间： 2013-06-05
上传用户：zxh1986123
现场可编程门阵列(FPGA)的发展已经有二十多年，从最初的1200门发展到了目前数百万门至上千万门的单片FPGA芯片。现在，FPGA已广泛地应用于通信、消费类电子和车用电子类等领域，但国内市场基本上是国外品牌的天下。 在高密度FPGA中，芯片上时钟分布质量变的越来越重要，时钟延迟和时钟偏差已成为影响系统性能的重要因素。目前，为了消除FPGA芯片内的时钟延迟，减小时钟偏差，主要有利用延时锁相环(DLL)和锁相环(PLL)两种方法，而其各自又分为数字设计和模拟设计。虽然用模拟的方法实现的DLL所占用的芯片面积更小，输出时钟的精度更高，但从功耗、锁定时间、设计难易程度以及可复用性等多方面考虑，我们更愿意采用数字的方法来实现。 本论文是以Xilinx公司Virtex-E系列FPGA为研究基础，对全数字延时锁相环(DLL)电路进行分析研究和设计，在此基础上设计出具有自主知识产权的模块电路。 本文作者在一年多的时间里，从对电路整体功能分析、逻辑电路设计、晶体管级电路设计和仿真以及最后对设计好的电路仿真分析、电路的优化等做了大量的工作，通过比较DLL与PLL、数字DLL与模拟DLL，深入的分析了全数字DLL模块电路组成结构和工作原理，设计出了符合指标要求的全数字DLL模块电路，为开发自我知识产权的FPGA奠定了坚实的基础。 本文先简要介绍FPGA及其时钟管理技术的发展，然后深入分析对比了DLL和PLL两种时钟管理方法的优劣。接着详细论述了DLL模块及各部分电路的工作原理和电路的设计考虑，给出了全数字DLL整体架构设计。最后对DLL整体电路进行整体仿真分析，验证电路功能，得出应用参数。在设计中，用Verilog-XL对部分电路进行数字仿真，Spectre对进行部分电路的模拟仿真，而电路的整体仿真工具是HSIM。 本设计采用TSMC0.18μmCMOS工艺库建模，设计出的DLL工作频率范围从25MHz到400MHz，工作电压为1.8V，工作温度为-55℃～125℃，最大抖动时间为28ps，在输入100MHz时钟时的功耗为200MW，达到了国外同类产品的相应指标。最后完成了输出电路设计，可以实现时钟占空比调节，2倍频，以及1.5、2、2.5、3、4、5、8、16时钟分频等时钟频率合成功能。
上传时间： 2013-06-10
上传用户：yd19890720
自20世纪80年代以来，正交频分复用技术不但在广播式数字音频和视频领域得到广泛的应用，而且已经成为无线局域网标准(例如IEEE802.11a和HiperLAN/2等)的一部分。OFDM由于其频谱利用率高，成本低等原因越来越受到人们的关注。随着人们对通信数据化、宽带化、个人化和移动化需求的增强，OFDM技术在综合无线接入领域将会获得越来越广泛的应用。人们开始集中越来越多的精力开发OFDM技术在移动通信领域的应用，本文也是基于无线通信平台上的OFDM技术的运用。 本文的所有内容都是建立在空地数据无线通信系统下行链路FPGA实现基础上的。本文作者的主要工作集中在链路接收端的FPGA实现和调试上。主要包括帧同步(时间同步)算法的研究与设计、OFDM频率同步算法的研究与设计以及同步模块、OFDM解调模块、QAM解调模块的FPGA实现。最终实现高速数字图像传输系统下行链路在无线环境中连通。 对于无线移动通信系统而言，多普勒频移、收发设备的本地载频偏差均可能破坏OFDM系统子载波之间的正交性，从而导致ICI，影响系统性能。另外，由于OFDM系统大多采用IFFT/FFT实现调制解调，因此在接收方确定FFT的起点对数据的正确解调也至关重要。同步技术即是针对系统中存在的定时偏差、频率偏差进行定时、频偏的估计与补偿，来减少各种同步偏差对系统性能的影响。在OFDM实现的关键技术中，同步技术是十分重要的一部分。本文花费了三个章节阐述了同步技术的原理、算法和实现方法。 目前OFDM系统的载波同步方案，可以归纳为三大类：辅助数据类，盲估计类和基于循环前缀的半盲估计类。本文首先分析了各种载波同步方案的优缺点，并举例说明了各个载波同步方式的实现方法。然后具体阐述了本文在FPGA平台上实现的OFDM接收端同步的同步方式，包括其具体算法和FPGA实现结构。本文所采用的帧同步和频率同步方案都是采用辅助数据类的，在阐述其具体算法的同时对算法在不同参数和不同形式下的性能做出了仿真对比分析。 OFDM的解调采用FFT算法，在FPGA上的实现是十分方便的。本文主要阐述其实现结构，重点放在提取有效数据部分有效数据位置的推导过程。最后介绍了本文实现QAM软解调的解调方法。 本文阐述算法采用先提出原理，然后给出具体公式，再根据公式中的系数和变量分析算法性能的方式。在阐述实现方式时首先给出实现框图，然后对框图中比较重要或者复杂的部分进行详细阐述。在介绍完每个模块实现方式之后给出了仿真或者上板结果，最后再给出整体测试结果。
上传时间： 2013-06-26
上传用户：希酱大魔王
随着人们对数字电视和数字视频信息的需求越来越大，数字电视广播在中国迅速的发展起来。近几年，数字电视传输系统技术逐渐成熟，数字电视地面广播（DTTB）传输标准也于2006年8月30号正式出台。此标准技术是由我国多家单位联合研究的，具有自主知识产权的数字地面电视传输标准。DTTB系统标准的研究与仿真，具有巨大的实用价值和广阔的市场前景。 @@ 本文首先研究了地面数字电视广播标准中平方根升余弦（SRRC）滤波器（滚降系数为0．05）的结构设计，介绍了一种适合在FPGA中实现的高阶高速FIR滤波器的并行流水线结构。在本设计中，以CSD数优化滤波器系数，并运用简化加法器图（Reduced Adder Graph，RAG）算法进行改进，最后采用并行处理的转置型流水线结构实现。 @@ 接着研究数字电视地面传输标准采用的传输技术-OFDM的基本概念和技术特点，并研究了清华大学提出的DMB-T方案中TDS-OFDM信号帧的组成结构以及相关原理。 @@ 最后，本文针对OFDM调制所需要的3780点FFT处理器进行研究。为了保证OFDM信号的采样率和时域导频的采样率相同，以达到较好的同步性能，采用了3780个正交子载波的设计方案。在实现过程中，分析比较了多种算法的计算复杂性，设计出在硬件实现复杂度上进行优化的3780点FFT处理器的数据流流水线算法。之后，通过定点仿真比较各模块输出的动态范围和概率分布，设计出定点字长的优化方案，并分析计算了这一处理器的输出信噪比与内部各模块字长的关系，进一步降低了硬件实现复杂性。 @@关键字：数字电视地面广播传输（DTTB）；平方根升余弦滤波器（SRRC）；正交频分复用调制（OFDM）；快速傅立叶变换（FFT）； 3780
上传时间： 2013-04-24
上传用户：mdrd3080
无线局域网(WLAN)是未来移动通信系统的重要组成部分。由于摆脱了有线连接的束缚，无线局域网具有移动性好、成本低以及网络传输故障少等诸多优点，得到了越来越广泛的发展与应用。正交频分复用(OFDM)技术具有抗多径衰落，频谱利用率高等优点，特别适合于无线环境下的高速数据传输，是高速无线局域网的首选技术之一。从IEEE802.11a，IEEE802.11g到IEEE802.1n都是以OFDM为基础。随着OFDM技术的普及以及下一代通信技术对OFDM的青睐，研究与实现应用于无线局域网的OFDM关键技术具有一定的意义。 本文首先介绍了WLAN的基本概念及相关协议标准和OFDM系统的工作原理，并描述了基于IEEE802，11a和IEEE802.11n标准的OFDM系统的数据帧结构以及系统参数。文中对OFDM传输系统的关键算法进行了详细的研究。然后以Xilinx公司的ISE10.1为软件平台，利用VHDL描述的方式，并以FPGA(现场可编程门阵列)芯片SPARTAN-3E为硬件平台，研究实现了适用于IEEE802.11a和IEEE802.11n的64点16bits复数块浮点结构的FFT模块，(2，1，7)卷积编码和维特比译码模块，以及分组检测和符号定时模块，并进行了仿真、综合、下载验证等工作。
上传时间： 2013-06-25
上传用户：cee16
宽带无线通信的持续高速的需求增长刺激了新的通信技术的不断产生，而这些技术的发展，很大程度上都来自于不同技术的互相补充与融合，这也成为新标准的源泉。正交频分复用(OFDM)技术在提供高效的频谱利用率以及良好的抗多径性能的同时，通过多输入输出(MIMO)技术来进一步增加信道容量，在不增加信号带宽的基础上取得更高的传输速率和更好的传输质量。因此MIMO-OFDM技术近年来在成为研究热点的同时，已被认为是下一带移动通信和网络接入标准中的核心技术。 本文主要对MIMO-OFDM系统物理层的关键技术进行了研究，并主要对系统的同步和信道估计算法进行了深入的分析，并提出了一些改进。最后进行了MIMO-OFDM基带系统基于FPGA的物理层设计，对其中一些关键模块的设计，比如信道估计和空时译码模块进行了详细的讨论。 第一章绪论部分首先结合宽带无线通信技术发展的历史就MIMO-OFDM技术产生发展的背景进行了分析，指出了MIMO-OFDM研究与发展方向，最后总结了本文的工作目标和基本要求。 第二章主要是推导分析了MIMO-OFDM系统的基本原理，先分别从OFDM技术和MIMO技术两方面概括性的介绍了其理论以及技术特点，最后对MIMO与OFDM结合的关键技术进行了讨论。 第三章是对MIMO-OFDM同步算法的研究，主要针对基于训练序列的同步算法进行了深入讨论，关注点是训练序列的设计。针对原有的一些算法进行了总结与比较，并主要对基于频域设计的训练序列符号同步算法做出了改进。 第四章首先从基于导频的信道估计算法推导开始，关注点放在MIMO-OFDM系统下的自适应信道估计算法研究。文章将原有的一些OFDM自适应信道估计算法扩展到MIMO领域，结合基于共轭梯度的自适应算法并做出了一些改进。 第五章节是本文的硬件设计部分，文章基于一个2发2收MIMO-OFDM系统进行了基带数字处理部分的FPGA设计工作，根据设计要求实现了发送端和接收端数据处理的基本功能，为完善的和更高性能的MIMO-OFDM系统实现奠定了基础。
上传时间： 2013-06-26
上传用户：wl9454
随着计算机技术和通信技术的迅速发展，数字视频在信息社会中发挥着越来越重要的作用，视频传输系统已经被广泛应用于交通管理、工业监控、广播电视、银行、商场等多个领域。同时，FPGA单片规模的不断扩大，在FPGA芯片内部实现复杂的数字信号处理系统也成为现实，因此采用FPGA实现视频压缩和传输已成为一种最佳选择。 本文将视频压缩技术和光纤传输技术相结合，设计了一种基于无损压缩算法的多路数字视频光纤传输系统，系统利用时分复用和无损压缩技术，采用串行数字视频传输的方式，可在一根光纤中同时传输8路以上视频信号。系统在总体设计时，确定了基于FPGA的设计方案，采用ADI公司的AD9280和AD9708芯片实现A/D转换和D/A转换，在FPGA里实现系统的时分复用/解复用、视频数据压缩/解压缩和线路码编解码，利用光收发一体模块实现电光转换和光电转换。视频压缩采用LZW无损压缩算法，用Verilog语言设计了压缩模块和解压缩模块，利用Xilinx公司的IP核生成工具Core Generator生成FIFO来缓存压缩/解压缩单元的输入输出数据，光纤线路码采用CIMT码，设计了编解码模块，解码过程中，利用数字锁相环来实现发射与接收的帧同步，在ISE8.2和Modelsim仿真环境下对FPGA模块进行了功能仿真和时序仿真，并在Spartan-3E开发板和视频扩展板上完成了系统的硬件调试与验证工作，实验证明，系统工作稳定，图像清晰，实时传输效果好，可用于交通、安防、工业监控等多个领域。 本文将视频压缩和线路码编解码在FPGA里实现，利用FPGA的并行处理优势，大大提高了系统的处理速度，使系统具有集成度高、灵活性强、调试方便、抗干扰能力强、易于升级等特点。
上传时间： 2013-06-27
上传用户：几何公差
