由于其很强的纠错性能和适合硬件实现的编译码算法,卷积编码和软判决维特比译码目前已经广泛应用于卫星通信系统。然而随着航天事业的发展,卫星有效载荷种类的增多和分辨率的不断提高,信息量越来越大。如何在低信噪比的功率受限信道条件下提高传输速率成为目前亟待解决的问题。本论文结合在研项目,在编译码算法、编译码器的设计与实现、编译码器性能提高三个方面对卷积编码和维特比译码进行了深入研究,并进一步介绍了使用VHDL语言和原理图混合输入的方式,实现一种(7,3/4)增信删余方式的高速卷积编码器和维特比译码器的详细过程;然后将设计下载到XILINX的Virtex2 FPGA内部进行功能和时序确认,最终在整个数据传输系统中测试其性能。本文所实现的维特比译码器速率达160Mbps,远远高于目前国内此领域内的相关产品速率。 首先,论文具体介绍了卷积编码和维特比译码的算法,研究卷积码的各种参数(约束长度、生成多项式、码率以及增信删余等)对其译码性能的影响;针对项目需求,确定卷积编码器的约束长度、生成多项式格式、码率和相应的维特比译码器的回归长度。 其次,论文介绍了编解码器的软、硬件设计和调试一根据已知条件,使用VHDL语言和原理图混合输入的方式设计卷积编码和维特比译码的源代码和原理图,分别采用功能和电路级仿真,确定卷积编码和维特比译码分别需要占用的资源,考虑卷积编码器和维特比译码器的具体设计问题,包括编译码的基本结构,各个模块的功能及实现策略,编译码器的时序、逻辑综合等;根据软件仿真结果,分别确定卷积编码器和维特比译码器的接口、所需的FPGA器件选型和进行各自的印制板设计。利用卷积码本身的特点,结合FPGA内部结构,采用并行卷积编码和译码运算,设计出高速编译码器;对软、硬件分别进行验证和调试,并将验证后的软件下载到FPGA进行电路级调试。 最后,论文讨论了卷积编码和维特比译码的性能:利用已有的测试设备在整个数据传输系统中测试其性能(与没有采用纠错编码的数传系统进行比对);在信道中加入高斯白噪声,模拟高斯信道,进行误码率和信噪比测试。
上传时间: 2013-04-24
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纹理映射在计算机图形计算中属于光栅化阶段,处理的是像素,主要的特点是数据的吞吐量大,对实时系统来说转换的速度是一个关键的因素,人们寻求各种加速算法来提高运算速度。传统的方法是用更快的处理器,并行算法或专用硬件。随着数字技术的发展,尤其是可编程逻辑门阵列(FPGAs)的发展,提供了一种新的加速方法。FPGAs在密度和性能上都有突破性的发展,当前的FPGA芯片已经能够运算各种图形算法,而在速度上与专用的图形卡硬件相同。因此,FPGA芯片非常适合这项工作。 本文主要工作包括以下几个方面: 1、本文提出了一种MIPmapping纹理映射优化方法,改进了MIPmapping映射细化层次算法及纹理图像的存储方式,减少纹理寻址的计算量,提高纹理存储的相关性。详细内容请阅读第三章。 2、提出了一种MIPmapping纹理映射优化方法的硬件实现方案,该方案针对移动设备对功耗和面积的要求,以及分辨率不高的特点,在参数空间到纹理地址的计算中用定点数来实现。详细内容请阅读第四章。 3、实现了纹理映射流水线单元纹理地址产生电路,及纹理滤波电路的FPGA设计,并给出设计的综合和仿真结果。详细内容请阅读第五章4、实现了符合IEEE 754单精度标准的乘法、乘累加及除法运算器电路。乘法器采用改进型Booth编码电路以减少部分积数量,用Wallace对部分积进行压缩;乘累加器采用multiply-add fused算法,对关键路径进行了优化;除法器为基于改进型泰勒级数展开的查找表结构实现,查找表尺寸只有208字节,电路为固定时延,在电路尺寸、延时及复杂度方面进行了较好的平衡。
上传时间: 2013-04-24
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回波消除器广泛应用于公用电话交换网(PSTN)、移动通信系统和视频电话会议系统等多种语音通信领域。在PSTN系统中,由于线路阻抗不匹配,远端语音信号通过混合线圈时产生一定泄漏,一部分信号又传回远端,产生线路回波,回波的存在会严重影响语音通信质量。本文主要针对线路回波进行研究,设计并实现了满足实用要求的基于FPGA平台的回波消除器。 首先,对回波产生原理和目前几种常用回波消除算法进行了分析,在研究自适应回波消除器的各个模块,特别是深入分析各种自适应滤波算法和双讲检测算法,综合考虑各种算法的运算复杂度和性能的情况下,这里采用NLMS算法实现自适应回波消除器。针对传统双讲检测算法在近端语音幅度较低情况下容易产生误判的情况,给出一种基于子带滤波器组的改进双讲检测算法。 本文首先使用C语言实现回波消除器的各个模块,其中包括自适应滤波器、远端检测、双讲检测、非线性处理和舒适噪声产生模块。经过仿真测试,相关模块算法能够有效提高回波消除器性能。在此基础上,本文使用硬件描述语言Veillog HDL,在QuartusⅡ和ModelSim软件平台上实现各功能模块,并通过模块级和系统级功能仿真以及时序仿真验证,最终在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Arrav,FPGA)平台上实现回波消除系统。本文详细阐述了基于FPGA的设计流程与设计方法,并描述了自适应滤波器、基于分布式算法FIR滤波器、除法器和有限状态机的设计过程。 根据ITU-T G.168标准提出的测试要求,本文埘基于FPGA设计实现的自适应回波消除系统进行大量主客观测试。经过测试,各项性能指标均达到或超过G.168标准的要求,具有良好的回波消除效果。
上传时间: 2013-06-18
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目前,H.264是图像编码研究领域的一个热点。它在语言结构、预测算法、数据变换等方面做了很大的改进,在低码率传输、高清晰度显示及网络接入等性能上相比以往标准有了显著提高,使得H.264在视频会议、视频点播、数字电视和手...
上传时间: 2013-05-27
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在军事通信和民用通信的许多场合,都需要估计无线电信号的方向(DOA)。信号子空间方法是阵列测向方法中非常重要的一类。1979年Schmidt提出的 MUSIC算法是信号子空间方法的基础,具有高精度和高分辨的性能。但是由于算法的...
上传时间: 2013-07-17
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c语言经典算法大全,让您通过实例感受到编程的美妙境界
标签: 算法
上传时间: 2013-07-30
上传用户:熊少锋
这篇论文以数字电视条件接收系统为研究对象,系统硬件设计以DSP和FPGA为实现平台,采用以DSP实现其加密算法、以FPGA实现其外围电路,对数字电视条件接收系统进行设计。首先根据数字电视条件接收系统的原理及其软硬分离的发展趋势,提出采用 DSP+FPGA结构的设计方式,将ECC与AES加密算法应用于SK与CW的加密;根据其原理对系统进行总体设计,同时对系统各部分的硬件原理图进行详细设计,并进行 PCB设计。其次采用从上而下的设计方式,对FPGA实现的逻辑功能划分为各个功能模块,然后再对各个模块进行设计、仿真。采用Quartus Ⅱ7.2软件对FPGA实现的逻辑功能进行设计、仿真。仿真结果表明:基于通用加扰算法(CSA)的加扰器模块,满足TS流加扰要求;块加密模块的最高时钟频率达到229.89MHz,流加密模块的最高时钟频率达到331.27MHz,对于实际的码流来说,具有比较大的时序裕量;DSP接口模块满足 ADSP BF-535的读写时序;包处理模块实现对加密后数据的包处理。最后对条件接收系统中加密算法程序采用结构化、模块化的编程方式进行设计。 ECC设计时采用C语言与汇编语言混合编程,充分利用两种编程语言的优势。将ECC 与AES加密算法在VisualDSP++3.0开发环境下进行验证,并下载至ADSP BF-535评估板上运行。输出结果表明:有限域运算汇编语言编程的实现方式,其运行速度明显提高, 192位加法提高380个时钟周期,32位乘法提高92个时钟周期;ECC与AES达到加密要求。上述工作对数字电视条件接收系统的设计具有实际的应用价值。关键词:条件接收,DSP,FPGA,ECC,AEs
上传时间: 2013-07-03
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当执行机构需要的不是控制量的绝对值,而是控制量的增量(例如去驱动 步进电动机)时,需要用PID的“增量算法”。 增量式PID控制算法可以通过(2-4)式推导出。
上传时间: 2013-04-24
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针对单件车间调度问题,设计一种基于整数编码的单亲遗传算法。该算法既具有单亲遗传算法运算量小、不存在“早熟收敛”现象等优点,在编码中又体现了单件车间调度的“保序性”等工艺约束条件,增强了调度算法的整体性
上传时间: 2013-04-24
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在超深亚微米技术工艺下,布局成为超大规模集成电路物理设计中至关重要的一步。由于现场可编程门阵列(Field Programable Gate Array,FPGA)布线资源的预先确定性,使得FPGA的布局更为重要。本文以建立高性能、低拥挤的布局为目标,从FPGA芯片结构和布局算法两方面进行了深入研究。论文提出了一种通用的层次式FPGA(HFPGA)结构模型及布局模型,并且给出了该模型的数学计算公式;提出将元件之间的层次距离转化为线长的方法,实现了基于线网模型的高精度布局算法:提出利用矩形的对角线元件之间层次来代替线长,从而达到优化线长的同时提高布通率的快速布局算法。实验结果表明,两种算法均在北卡罗来纳微电子中心(MCNC)学术芯片测试案例上取得了较理想的布局实验效果,为下一步的布线工作建立了良好的基础接口,并且完成了初始布线的工作。本FPGA结构模型的提出和布局算法的实现也都为工业界提供了借鉴价值。
上传时间: 2013-04-24
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