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通信基础

  • 基于OFDM的PLC通信系统同步模块的FPGA实现

    电力线通信技术利用分布广泛的低压电力线作为通信信道,实现internet高速互连,为用户提供互联网访问、视频点播等服务,形成包括电力在内的“四网合一”,目前正受到人们的关注。利用该技术,可以在居民区内建立宽带接入网,也可以利用遍布家庭各个房间的电源插座组成家庭局域网。但是电力线是传输电能的,因此通过电力线传输数据有许多的问题需要解决。 OFDM(正交频分复用)技术是实现电力线通信的一项热门技术。OFDM采用添加循环前缀的技术,能有效地降低ICI(信道间干扰)和ISI(码间干扰)。同时通过使用正交的子信道,大大提高了频谱资源利用率。FPGA作为可编程逻辑器件,具有设计时间短、投资少、风险小的特点,而且可以反复修改,反复编程,直到完全满足需要,具有其他方式无可比拟的方便性和灵活性,能够加速数字系统的研发速度。本文着重研究了OFDM同步技术在FPGA上的实现。本论文主要是在项目组工作的基础上构造双路信号数据纠正算法流程,提出最佳采样点与载波相位估计算法,完善中各个子模块算法的硬件设计流程。内容安排如下:第一章介绍OFDM(正交频分复用)技术的发展历史、技术原理。第二章介绍了PLD的分类、工艺和结构特点,以及FPGA的开发环境、开发流程和Verilog语言的特点。第三章对OFDM系统的同步模块进行详细的阐述。第四章是OFDM同步算法的在FPGA上的实现,对各个子模块进行仿真,给出了仿真波形图和系统性能分析。最后,第五章总结了全文的工作,对OFDM技术的实现需要进一步完善的方面与后续工作进行了探讨。

    标签: OFDM FPGA PLC 通信系统

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于matlab的移动通信建模与仿真

    本文介绍了移动通信信道的基本理论,对移动通信中的衰落信道进行了分析和建模,在此基础上通过使用matlab仿真软件,采用相关算法编程对衰落信道进行仿真,结果表明了信道分析的有效性。

    标签: matlab 移动通信 建模 仿真

    上传时间: 2013-07-06

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  • 基于ARM Cortex的嵌入式以太网通信的实现

    近年来,随着以太网技术的发展和普及,以TCP/IP协议为代表的开放式互联网技术在各个领域都得到了广泛的应用,但是大量的设备都有SPI串行接口,这些设备的串行数据需要通过网络进行传输,因此必须要寻求一种解决方案,用来解决这些传统设备与现今的网络设备之间的互联问题。本文针对这种情况设计了一种基于ARM处理器的嵌入式以太网接口系统。 本文分别对SPI串行通信和基于TCP/IP协议的以太网进行研究和分析,在此基础上设计一个嵌入式系统—基子ARM处理器的串行通信与以太网的协议转换系统,来实现SPI串行口与网口的数据传输。 首先分析了当前串行通信的应用现状和以太网技术的发展动态,指出SPI串口设备网络化的趋势,然后详细介绍了嵌入式处理器LM3S8962的特点和内部结构接着阐述了嵌入式TCP/IP协议栈的总体设计以及每层协议的编写过程。在硬件设计方面,对本文所设计的系统—基于ARM处理器的串行通信与以太网的协议转换系统进行了总体设计,将系统分为三个主要模块:处理器模块、SPI通信模块和以太网接口模块。同时在软件设计方面对启动代码流程、驱动程序设计与实现、软件包的配置进行了说明。对设计的主程序的流程图以及各个任务参数设置加以分析。最后对系统进行了测试表明通信是成功的。 总之,本文完成了嵌入式网络控制器的硬件平台架构设计、嵌入式操作系统的移植,为今后嵌入式网络控制器的后继开发提供了一个嵌入式平台,研究成果对于嵌入式远程监控系统在远程控制领域的应用具有一定的参考价值。

    标签: Cortex ARM 嵌入式 以太网通信

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于ARM的通信电源监控系统的研究

    通信电源监控系统是一个分布式计算机控制系统,它集中并融合了传感器技术、现代计算机技术、通信技术、网络技术和人机系统技术的最新成果,能够实现遥测、遥信和遥控三遥功能,对实现现代化的通信电源维护和科学管理有着重要的意义。随着嵌入式技术近年来的发展,嵌入式系统在传统的工业监测、机械控制,及新兴的移动通讯、数字娱乐方面的应用越来越广泛。在工业领域,传统的监控系统主要以单片机为硬件载体进行设计,功能相对单一,可视化及扩展性有限。随着Linux系统的不断升级换代,现在出现了以ARM芯片为载体,以Linux系统为软件平台的新一代监控系统。它除了能实现原有单片机的功能外,还具备网络通信功能,其设计过程及界面更加人性化。 本文以基于ARM构建的嵌入式系统为软硬件平台,探讨了其在电源监控领域的应用。首先,本文讨论了通信电源监控系统的功能、组成、体系结构、组网方案、监控对象及监控点的选取等内容。在此基础上重点对局站中心SU作了设计,包括整体结构、设备、组网等,并给出前置单元嵌入式系统硬件结构、系统软件和监控软件的实现。最后,介绍了嵌入式WEB服务器和嵌入式数据库在嵌入式系统中的应用,并给出本系统使用的BOA服务器和SQLite数据库的实现方法。

    标签: ARM 通信电源 监控系统

    上传时间: 2013-06-09

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  • ARM9基础实验教程

    - vii - 8.1.1 实验目的 315 8.1.2 实验设备 315 8.1.3 实验内容 315 8.1.4 实验原理 315 8.1.5 实验操作步骤 318 8.1.6 实验参考程序 319 8.1.7 练习题 321- vi - 6.4 USB 接口实验 266 6.4.1 实验目的 266 6.4.2 实验设备 267 6.4.3 实验内容 267 6.4.4 实验原理 267 6.4.5 实验操作步骤 270 6.4.6 实验参考程序 272 6.4.7 实验练习题 280 6.5 SPI接口通讯实验 281 6.5.1 实验目的 281 6.5.2 实验设备 281 6.5.3 实验内容 281 6.5.4 实验原理 281 6.5.5 实验操作步骤 285 6.5.6 实验参考程序 287 6.5.7 练习题 289 6.6 红外模块控制实验 289 6.6.1 实验目的 289 6.6.2 实验设备 289 6.6.3 实验内容 289 6.6.4 实验原理 289 6.6.5 实验操作步骤 291 6.6.6 实验参考程序 291 6.6.7 练习题 296 第七章 基础应用实验 296 7.1 A/D 转换实验 296 7.1.1 实验目的 296 7.1.2 实验设备 296 7.1.3 实验内容 296 7.1.4 实验原理 296 7.1.5 实验设计 298 7.1.6 实验操作步骤 299 7.1.7 实验参考程序 300 7.1.8 练习题 301 7.2 PWM步进电机控制实验 301 7.2.1 实验目的 301 7.2.2 实验设备 301 7.2.3 实验内容 301 7.2.4 实验原理 301 7.2.5 实验操作步骤 309 7.2.6 实验参考程序 311 7.2.7 练习题 313 第八章 高级应用实验 315 8.1 GPRS模块控制实验 315 - v - 5.2 5x4键盘控制实验 219 5.2.1 实验目的 219 5.2.2 实验设备 219 5.2.3 实验内容 219 5.2.4 实验原理 219 5.2.5 实验设计 221 5.2.6 实验操作步骤 222 5.2.7 实验参考程序 223 5.2.8 练习题 224 5.3 触摸屏控制实验 224 5.3.1 实验目的 224 5.3.2 实验设备 224 5.3.3 实验内容 224 5.3.4 实验原理 224 5.3.5 实验设计 231 5.3.6 实验操作步骤 231 5.3.7 实验参考程序 232 5.3.8 练习题 233 第六章 通信与接口实验 234 6.1 IIC 串行通信实验 234 6.1.1 实验目的 234 6.1.2 实验设备 234 6.1.3 实验内容 234 6.1.4 实验原理 234 6.1.5 实验设计 238 6.1.6 实验操作步骤 241 6.1.7 实验参考程序 243 6.1.8 练习题 245 6.2 以太网通讯实验 246 6.2.1 实验目的 246 6.2.2 实验设备 246 6.2.3 实验内容 246 6.2.4 实验原理 246 6.2.5 实验操作步骤 254 6.2.6 实验参考程序 257 6.2.7 练习题 259 6.3 音频接口 IIS 实验 260 6.3.1 实验目的 260 6.3.2 实验设备 260 6.3.3 实验内容 260 6.3.4 实验原理 260 6.3.5 实验步骤 263 6.3.6实验参考程序 264 6.3.7 练习题 266 - iv - 4.4 串口通信实验 170 4.4.1 实验目的 170 4.4.2 实验设备 170 4.4.3 实验内容 170 4.4.4 实验原理 170 4.4.5 实验操作步骤 176 4.4.6 实验参考程序 177 4.4.7 练习题 178 4.5 实时时钟实验 179 4.5.1 实验目的 179 4.5.2 实验设备 179 4.5.3 实验内容 179 4.5.4 实验原理 179 4.5.5 实验设计 181 4.5.6 实验操作步骤 182 4.5.7 实验参考程序 183 4.6.8 练习题 185 4.6 数码管显示实验 186 4.6.1 实验目的 186 4.6.2 实验设备 186 4.6.3 实验内容 186 4.6.4 实验原理 186 4.6.5 实验方法与操作步骤 188 4.6.6 实验参考程序 189 4.6.7 练习题 192 4.7 看门狗实验 193 4.7.1 实验目的 193 4.7.2 实验设备 193 4.7.3 实验内容 193 4.7.4 实验原理 193 4.7.5 实验设计 195 4.7.6 实验操作步骤 196 4.7.7 实验参考程序 197 4.7.8 实验练习题 199 第五章 人机接口实验 200 5.1 液晶显示实验 200 5.1.1 实验目的 200 5.1.2 实验设备 200 5.1.3 实验内容 200 5.1.4 实验原理 200 5.1.5 实验设计 211 5.1.6 实验操作步骤 213 5.1.7 实验参考程序 214 5.1.8 练习题 219 - ii - 3.1.1 实验目的 81 3.1.2 实验设备 81 3.1.3 实验内容 81 3.1.4 实验原理 81 3.1.5 实验操作步骤 83 3.1.6 实验参考程序 87 3.1.7 练习题 88 3.2 ARM汇编指令实验二 89 3.2.1 实验目的 89 3.2.2 实验设备 89 3.2.3 实验内容 89 3.2.4 实验原理 89 3.2.5 实验操作步骤 90 3.2.6 实验参考程序 91 3.2.7 练习题 94 3.3 Thumb 汇编指令实验 94 3.3.1 实验目的 94 3.3.2 实验设备 94 3.3.3 实验内容 94 3.3.4 实验原理 94 3.3.5 实验操作步骤 96 3.3.6 实验参考程序 96 3.3.7 练习题 99 3.4 ARM处理器工作模式实验 99 3.4.1 实验目的 99 3.4.2实验设备 99 3.4.3实验内容 99 3.4.4实验原理 99 3.4.5实验操作步骤 101 3.4.6实验参考程序 102 3.4.7练习题 104 3.5 C 语言程序实验一 104 3.5.1 实验目的 104 3.5.2 实验设备 104 3.5.3 实验内容 104 3.5.4 实验原理 104 3.5.5 实验操作步骤 106 3.5.6 实验参考程序 106 3.5.7 练习题 109 3.6 C 语言程序实验二 109 3.6.1 实验目的 109 3.6.2 实验设备 109 3.6.3 实验内容 109 3.6.4 实验原理 109 - iii - 3.6.5 实验操作步骤 111 3.6.6 实验参考程序 113 3.6.7 练习题 117 3.7 汇编与 C 语言的相互调用 117 3.7.1 实验目的 117 3.7.2 实验设备 117 3.7.3 实验内容 117 3.7.4 实验原理 117 3.7.5 实验操作步骤 118 3.7.6 实验参考程序 119 3.7.7 练习题 123 3.8 综合实验 123 3.8.1 实验目的 123 3.8.2 实验设备 123 3.8.3 实验内容 123 3.8.4 实验原理 123 3.8.5 实验操作步骤 124 3.8.6 参考程序 127 3.8.7 练习题 134 第四章 基本接口实验 135 4.1 存储器实验 135 4.1.1 实验目的 135 4.1.2 实验设备 135 4.1.3 实验内容 135 4.1.4 实验原理 135 4.1.5 实验操作步骤 149 4.1.6 实验参考程序 149 4.1.7 练习题 151 4.2 IO 口实验 151 4.2.1 实验目的 151 4.2.2 实验设备 152 4.2.3 实验内容 152 4.2.4 实验原理 152 4.2.5 实验操作步骤 159 4.2.6 实验参考程序 160 4.2.7 实验练习题 161 4.3 中断实验 161 4.3.1 实验目的 161 4.3.2 实验设备 161 4.3.3 实验内容 161 4.3.4 实验原理 162 4.3.5 实验操作步骤 165 4.3.6 实验参考程序 167 4.3.7 练习题 170 目 录 I 第一章 嵌入式系统开发与应用概述 1 1.1 嵌入式系统开发与应用 1 1.2 基于 ARM的嵌入式开发环境概述 3 1.2.1 交叉开发环境 3 1.2.2 模拟开发环境 4 1.2.3 评估电路板 5 1.2.4 嵌入式操作系统 5 1.3 各种 ARM开发工具简介 5 1.3.1 ARM的 SDT 6 1.3.2 ARM的ADS 7 1.3.3 Multi 2000 8 1.3.4 Embest IDE for ARM 11 1.3.5 OPENice32-A900仿真器 12 1.3.6 Multi-ICE 仿真器 12 1.4 如何学习基于 ARM嵌入式系统开发 13 1.5 本教程相关内容介绍 14 第二章 EMBEST ARM实验教学系统 17 2.1 教学系统介绍 17 2.1.1 Embest IDE 集成开发环境 17 2.1.2 Embest JTAG 仿真器 19 2.1.3 Flash 编程器 20 2.1.4 Embest EduKit-III开发板 21 2.1.5 各种连接线与电源适配器 23 2.2 教学系统安装 23 2.3 教学系统的硬件电路 27 2.3.1 概述 27 2.3.2 功能特点 27 2.3.3 原理说明 28 2.3.4 硬件结构 41 2.3.5 硬件资源分配 44 2.4 集成开发环境使用说明 51 2.4.1 Embest IDE 主框架窗口 51 2.4.2 工程管理 52 2.4.3 工程基本配置 55 2.4.4 工程的编译链接 71 2.4.5 加载调试 72 2.4.6 Flash编程工具 80 第三章 嵌入式软件开发基础实验 81 3.1 ARM汇编指令实验一 81

    标签: ARM9 基础实验 教程

    上传时间: 2013-04-24

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  • ChenMobius数字通信系统的MATLAB仿真及FPGA实现

    自上个世纪九十年代以来,我国著名学者、现中国科学院院士、清华大学陈难先教授等人使用无穷级数的Mobius反演公式解决了一系列重要的应用物理中的逆问题,例如费米体系逆问题、信号处理等,开创了应用、推广数论中的Mobius变换解决物理学中各种逆问题的巧妙方法,其工作在1990年得到了世界著名的《NATURE》杂志的整版专评与高度评价。华侨大学苏武浔、张渭滨教授等则把Mobius变换的方法应用于几种常用波形(包括周期矩形脉冲,奇偶对称方波和三角波等)的傅立叶级数的逆变换运算,得到正、余弦函数及一般周期信号的各种常用波形的信号展开;并求得了与各种常用波形信号函数族相正交的函数族,以用于各展开系数的计算与信息的解调;而后把它们应用到通信系统中,提出了一种新的通信系统,即新型Chen-Mobius通信系统。 在新型通信系统中,把这种正交函数族应用于系统的相干调制解调中,取代传统通信系统中调制解调所采用的三角正交函数族。正是这种正交函数族使得通信系统的传输性能大大提高,保密性加强,而且正交函数族产生很方便。 本文从软件仿真和硬件实现两个方面对Chen-Mobius通信系统进行了验证。首先,利用MATLAB软件构建Chen-Mobius数字通信系统,通过计算机编程,对Chen-Mobius单路、四路和八路的数字通信系统进行仿真分析,对该系统在不同信噪比情况下的错误概率进行了计算,并绘出了信噪比-错误概率曲线;其次,在QuartusⅡ软件平台上,利用VHDL语言文本输入和原理图输入的方法构建Chen-Mobius数字通信系统,对该系统进行了仿真,包括设计综合、引脚分配、仿真验证、时序分析等;再次,在QuartusⅡ软件仿真的基础上,在Altera公司的Stratix GX芯片上,实现了硬件的编程和下载,从而完成了Chen-Mobius数字通信系统的FPGA实现;最后,从MATLAB软件仿真和硬件实现的结果出发,通过分析系统的性能,简单展望了Chen-Mobius数字通信系统的应用前景。 本文通过软件仿真得到了Chen-Mobius数字通信系统的信噪比-错误概率曲线,从理论上验证了该系统的强的抗干扰能力;利用FPGA完成了系统的硬件实现,从实际上验证了该系统的可实现性。从两方面都可以说明,Chen-Mobius通信系统虽然只是一个新的起点,但它却预示着光明的应用前景。

    标签: ChenMobius MATLAB FPGA 数字通信系统

    上传时间: 2013-05-19

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  • 基于ARM的多路串行和以太网通信技术的研究与应用

    近年来,随着控制系统规模的扩大和总线技术的发展,对数据采集和传输技术提出了更高的要求。目前,很多设备需要实现从单串口通信到多路串口通信的技术改进。同时,随着以太网技术的发展和普及,这些设备的串行数据需要通过网络进行传输,因而有必要寻求一种解决方案,以实现技术上的革新。 本文分别对串行通信和基于TCP/IP协议的以太网通信进行研究和分析,在此基础上,设计一个嵌入式系统一基于APM处理器的多路串行通信与以太网通信系统,来实现F8-DCS系统中多路串口数据采集和以太网之间的数据传输。主要作了如下工作:首先,分析了当前串行通信的应用现状和以太网技术的发展动态,通过比较传统的多路串口通信系统的优缺点,设计出了一种采用CPID技术和CAN总线技术相结合的新型技术,并结合F8-DCS系统数据量大和实时性高的特点,对串行通讯帧同步的方法进行了详细的研究。然后,根据课题的实际需求,对系统进行总体设计和功能模块划分,并详细介绍了基于ARM7处理器的多路串口通信接口、以太网通信接口以及二者之间的数据传输接口的电路设计。在软件设计上,对系统的启动代码、串行通信协议、串口驱动以及多串口与网口间双向数据传输等进行了详细的论述。最后,将上述技术应用于某大型火电厂主机F8-DCS系统I/O通讯网络的测试与分析,达到了设计要求。

    标签: ARM 多路 串行 以太网

    上传时间: 2013-07-31

    上传用户:aeiouetla

  • 保密通信中RS编解码的FPGA实现

    由于信道中存在干扰,数字信号在信道中传输的过程中会产生误码.为了提高通信质量,保证通信的正确性和可靠性,通常采用差错控制的方法来纠正传输过程中的错误.本文的目的就是研究如何通过差错控制的方法以提高通信质量,保证传输的正确性和可靠性.重点研究一种信道编解码的算法和逻辑电路的实现方法,并在硬件上验证,利用码流传输的测试方法,对设计进行测试.在以上的研究基础之上,横向扩展和课题相关问题的研究,包括FPGA实现和高速硬件电路设计等方面的研究. 纠错码技术是一种通过增加一定的冗余信息来提高信息传输可靠性的有效方法.RS码是一种典型的纠错码,在线性分组码中,它具有最强的纠错能力,既能纠正随机错误,也能纠正突发错误.在深空通信,移动通信以及数字视频广播等系统中具有广泛的应用,随着RS编码和解码算法的改进和相关的硬件实现技术的发展,RS码在实际中的应用也将更加广泛. 在研究中,对所研究的问题进行分解,集中精力研究课题中的重点和难点,在各个模块成功实现的基础上,成功的进行系统组合,协调各个模块稳定的工作. 在本文中的EDA设计中,使用了自顶向下的设计方法,编解码算法每一个子模块分开进行设计,最后在顶层进行元件例化,正确实现了编码和解码的功能. 本文首先介绍相关的数字通信背景;接着提出纠错码的设计方案,介绍RS(31,15)码的编译码算法和逻辑电路的实现方法,RTL代码编写和逻辑仿真以及时序仿真,并讨论了FPGA设计的一般性准则以及高速数字电路设计的一些常用方法和注意事项;最后设计基于FPGA的硬件电路平台,并利用静态和动态的方法对编解码算法进行测试. 通过对编码和解码算法的充分理解,本人使用Verilog HDL语言对算法进行了RTL描述,在Altera公司Cyclone系列FPGA平台上面实现了编码和解码算法. 其中,编码的最高工作频率达到158MHz,解码的最高工作频率达到91MHz.在进行硬件调试的时候,整个系统工作在30MHz的时钟频率下,通过了硬件上的静态测试和动态测试,并能够正确实现预期的纠错功能.

    标签: FPGA 保密通信 RS编解码

    上传时间: 2013-07-01

    上传用户:liaofamous

  • 基于DSPs和FPGA的通信信号调制识别方法研究

    基于小波变换和神经网络理论,对非稳定、大信噪比(SNR)变化的通信信号进行有效的特征提取和分类,实现了通信信号调制方式的分类识别.首先,采用基于多分辨分析框架的Mallat快速算法提取离散细节作为特征采,实验得出db3小波非常适合作为特征提取小波,用小波变换大大压缩了通信信号特征矢量,提取的信号特征矢量64点;然后依据神经网络理论,分别采用BP网络作为分类器对通信信号调制识别分类.从计算机模拟实验结果可知,该方法能很好地完成通信信号调制识别分类任务,使识别正确率得到了明显改善,同时降低了识别分类过程的复杂度,并且为通信信号调制识别的DSP实现提供了快速计算的理论基础.其次,介绍了TMS320LF2407 DSP和FPGA的结构原理,并在此基础上设计了数字信号处理板和制作调试电路板.最后,用汇编和C语言编制A/D程序、串口通信程序和应用程序,并在信号处理板上调试和运行.

    标签: DSPs FPGA 通信信号 调制识别

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:731140412

  • 基于FPGA的列车扩频通信基带处理器设计

      扩展频谱通信系统与常规的通信系统相比,具有很强的抗人为干扰、窄带干扰、多径干扰的能力。  本文介绍了扩展频谱通信的基本原理,对其数字实现方法进行了深入分析和研究。详细阐述了扩频理论基础一香农定理;建立了扩频通信系统的数学模型,并对其进行了分析;在对伪随机序列研究的基础上,提出了应用于本系统的m序列,并对其应用特性进行了研究;提出了中频调制方案DQPSK,对其进行了分析;深入研究了接收的同步问题—捕获和跟踪,并且在对数字匹配滤波器原理及其实现方法进行深入研究的基础上,提出基于数字匹配滤波器的捕获和跟踪方案;采用相关检测的解扩原理,完成了扩频数据的解扩。 

    标签: FPGA 列车 扩频通信 基带处理器

    上传时间: 2013-07-12

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