采用压缩采样匹配追踪算法的频谱感知

频谱资源的匮乏成为无线电发展的瓶颈,解决频率匮乏有两类方法:一是提高频谱利用率;二是扩大可利用的频率范围。频谱感知技术能提高频谱利用率,但在高频的应用中会面对过高的采样速率、较大的数据量,这对硬件实现提出了艰巨的挑战。本文根据无线电频谱稀疏性介绍一种基于调制宽带转换器的压缩采样匹配追踪（CoSaMP）算法。本文利用调制宽带转换器对无线电信号进行亚奈奎斯特采样,再利用CoSaMP算法对采样后的自相关矩阵求解。本文的方法不仅能应用在更高的频谱,且能提高频谱利用率。仿真结果表明:该方法能在能以一个较低的采样速率对信号进行采样,且CoSaMP算法的恢复误差要小于OMP和ROMP算法。      

一种基于共模稳定电路的单调开关切换的0.6V 10位 1MHz采样率的逐次逼近型模数转换器

本文叙述了一个在0.6V电源电压下用于无线传感网络中的10位逐次逼近型模数转换器（SAR ADC）的设计。这个SAR ADC中的数模转换器（DAC）采用单调开关切换的方式,目的是减小芯片面积和功耗。但是单调开关切换的方式存在共模电压改变引起的比较器失调电压动态变化的问题。由于电源电压仅有0.6V,传统的在动态比较器中使用恒定电流偏置技术的方法不再适用。在本文的设计中,我们提出了一个共模电压稳定电路（common mode stabilizer）可在低电源电压下稳定比较器的输入共模电压,这种方法的有效性得到了仿真和测试的验证。本文设计的SAR ADC采用0.13μm CMOS工艺,测试结果显示在0.6V电源电压和1MHz采样率下,功耗为6.3μW,在奈奎斯特输入频率下信号噪声失真比（SNDR）为51.25 dB,品质因数（FOM）为21 fJ/conversion-step,芯片的核心面积只有120 μm×300 μm。     

基于FPGA的GMSK数字调制的设计和实现

目前GSM（全球移动通信系统）是世界上最广泛的移动通讯标准,其全球漫游功能和开放的系统是移动通信平台最佳的选择之一。GSM中采用了GMSK（高斯最小频移键控）调制方式,GMSK调制包络恒定,具有较高的频谱利用率。文中介绍了无线移动通信中广泛应用的GMSK数字调制方法。给出了该系统的FPGA（现场可编程门阵列）数字调制框图,并且基于FPGA开发软件ISE（集成软件环境）进行开发,最后通过仿真软件Modelsim对该系统进行仿真,最终得到满意的效果。     

基于Matlab/Simulink(Stateflow) 的模/ 数混合信号系统 的精准行为模拟

详细且完整地介绍了在Matlab/Simulink（Stateflow）环境中对模/数混合信号系统的精准行为模拟及仿真。利用双斜率模/数转换器（Dual-slopeADC）作为模拟对象,在分析了转换器的结构、工作原理、系统中重要的非理想性（例如运放及比较器的输入参考噪音及电压偏移等）以及它们对系统的工作性能的影响的基础上,设计实现了系统的Matlab/Simulink（State-flow）行为模型并对其进行了仿真验证。     

多天线无线信道仿真与建模方法

多入多出（MIMO）技术由于可以提高频谱利用率、系统容量和通信质量而被3G和B3G／4G系统所采用，选择合适的信道仿真模型对于测试MIMO技术在系统中的性能也就越来越重要。本文介绍了MIMO信道各种仿真与建模方法。     

宽带奈奎斯特FIR滤波器的设计与实现

本文根据奈奎斯特（Nyquist）FIR滤波器的设计原理，结合宽带无线接入网的技术要求，给出了一种适用于高速率通信网的宽带Nyquist FIR滤波器的设计方案，并在FPGA单片系统上予以实现，其性能指标通过计算机仿真测试，达到了设计要求。     

基于FPGA的简易频谱分析仪

观测信号频谱在科研中具有重大意义.在教学实验中也有利于学生更直观深入地了解信号特征.采用单片机C8051和FPGA.外加高速A/D转换器设计一种简易的频谱分析仪.该系统主要包括信号采集、频谱搬移、数字滤波、数字FFT和LCD显示.经测试.该系统能够分析信号带宽为0～5 MHz,最低分辨率达到1 Hz.而且信号频谱图能够很好地显示在LCD上.整个系统工作稳定,操作方便,且成本比其他频谱分析仪低很多.     

基于TPS6211X的FPGA高效电源设计

手持测试设备中,为了从系统电池获得较高的总功率,多数系统的电池电压都在7 V之上.介绍一种实用的高效率DC/DC直流电源转换器TPS6211X的性能特点和应用方法,结合项目实例,分析其在手持式测试设备中为FPGA器件提供所需电压的应用设计方案.经过实践验证,该方案能显著提高系统的工作时间,达到了预期的目标.     

MIMO系统中自适应调制与ARQ结合的跨层设计

本文将结合链路层自动重传请求（ARQ）与物理层自适应调制（AM）的跨层优化设计应用于MIMO系统中。导出了在Rayleigh信道中,MIMO系统中跨层设计的平均频谱利用率的计算公式。仿真验证结果表明这种跨层设计在提高MIMO系统的频谱利用率上的可行性,且随着ARQ中最大重传次数的变化,对频谱利用率的提高也不同。     

采用Weltch谱估计法的宽带频谱监测系统设计

针对通信过程中异常信号干扰和频谱资源利用紧张的问题,设计了频谱监测系统,FPGA进行数字下变频(DDC)和傅里叶变换(FFT),OMAPL138进行数据的运算及显示。针对实时频谱带宽较窄的问题,采用扫频和FFT相结合的方式来实现宽带频谱的采集分析。采用Weltch谱估计的方法,提高了在最小频率分辨率的频谱刷新速率。在FPGA硬件平台上进行仿真验证,测试结果表明,采用Weltch法的频谱刷新时间是直接FFT法的1/13。     

基于FPGA的高分辨率D／A转换器的实现

为增强FPGA（现场可编程门阵列）对模拟信号的处理能力,扩展FPGA的应用范围,介绍了一种基于FPGA实现高分辨率D／A转换器的技术。利用FPGA内部PLL（锁相环）,提高时钟信号的计数频率,从而提高PWM（脉宽调制）信号的基波频率,通过5阶巴特沃斯低通滤波器,实现14位高分辨率D／A转换器。阐述了PWM实现D／A转换器的理论基础和实际应用注意事项,该方法已用于实际D／A转换器系统,具有精度高、误差小的优点,对于FPGA的实际应用具有一定的指导意义。     

非正弦波通信时域正交椭圆球面波脉冲设计方法

针对非正弦波信号的频带传输问题,同时为了有效提高非正弦波通信系统的频带利用率及功率利用率,提出了时域正交椭圆球面波脉冲集设计方法。通过参数设置、频段划分、求解方程、Schmidt正交化等步骤设计时域正交椭圆球面波脉冲集,调整脉冲参数实现脉冲集信号的频谱搬移与频谱控制,脉冲集信号为频谱特性可控的带限信号。仿真结果表明:时域正交椭圆球面波脉冲集具有较好的能量聚集性,利用该脉冲集实现多路信息并行传输时,在保证系统具有较好的功率利用率前提下,系统的频带利用率可快速接近奈奎斯特速率。     

MWC欠采样方法中伪随机序列的改进

最近提出的调制宽带转换器（MWC）采样方法,针对稀疏宽带模拟信号可以实现低于奈奎斯特率的不失真采样,为稀疏宽带信号采样率高的问题提供了一种欠采样方案.文中针对MWC系统在实现过程中伪随机符号序列不易精确实现的问题,提出了一种易于实现的0/1伪随机序列,简化了MWC的实现方法.通过数值仿真对MWC系统重构性能进行了检验.实验结果表明,MWC系统采用所提出的伪随机序列时仍然可以实现低于奈奎斯特率的采样,并能高概率地精确重构原信号.     

毫米波通信系统QPSK调制器设计

为解决毫米波通信系统中数据速率和频谱资源紧张的难题,采用直接数字频率合成(DDS)和锁相环(PLL)技术,基于改进的π/4-QPSK调制方式,以现场可编程门阵列（FPGA）为控制单元,设计了一种用于毫米波通信系统的QPSK调制器。重点介绍了应用FPGA实现Gold码的编码过程,并给出了Gold编码Modelsim仿真结果。测试结果表明,该毫米波调制器工作稳定,QPSK调制信号中心频率30 GHz,数据速率3 Gb/s,输出功率大于4 dBm,相位噪声优于-100 dBc/Hz@10 kHz,可用于实际工程。     

电流/电压转换器在甚低频接收机的应用

自然界雷电辐射和人工台站发射的甚低频信号广泛应用于电离层遥感探测、地球空间环境地基监测、全球航海通信与导航等领域。文中基于电流/电压转换器构建甚低频接收机的低噪、高灵敏度模拟前端。通过分析、仿真电流/电压转换器构建模拟前端的灵敏度和频率响应,设计测试及实验表明,电流/电压转换器模拟前端能有效接收自然界天电信号和人工台站信号,具有很强的有效性与实用性。     

MIMO-OFDM快衰落信道的稀疏自适应感知估计

在多输入多输出（MIMO）-正交频分复用（OFDM） 系统中,怎样在较高频谱利用率的情况下对快时变信道进行较为准确的估计是一个具有挑战性的课题。该文在利用压缩感知理论可提高系统频谱利用率的基础上,提出了一种适合于快时变环境下MIMO-OFDM 系统的稀疏自适应信道估计方法。该方法不再受到奈奎斯特采样频率条件约束,避免了传统导频辅助信道估计方法频谱利用率低的缺点。该文方法通过构建多天线群时频结构特征稀疏基,利用多天线间和群时变OFDM符号内信道冲激响应具有更强稀疏性的特点,对MIMO-OFDM快衰落信道进行稀疏变换。由于实际MIMO-OFDM快衰落信道往往处于频率选择性、时变性和多种干扰并存的复杂环境,受到干扰的信道参数对系统而言是未知,采用该方法克服了现有基于压缩感知理论的信道估计方法需要预先知道信道冲激响应稀疏度才能重构信道参数的不足,在信道稀疏度未知道的情况下,运用稀疏自适应的方法来对不同时频结构特征的信道参数进行估计。仿真结果表明所提估计方法具有对快时变信道参数估计的鲁棒性和较高频谱利用率,且均方误差小。      

一种基于EM算法的MIMO-OFDM系统信道估计技术

从提高多输入多输出正交频分复用（MIMO—OFDM）系统频谱利用率的目的出发,提出了一种改进型的基于EM（Expectation Maximization）算法的信道估计技术。仿真结果表明,改进后的算法可以显著提高频谱利用率,同时保持原算法的精度。     

基于FPGA技术实现的OFDM基带调制系统

OFDM基带调制的目的是将高速的串行数据流转换成并行的低速数据流,再调制到频谱是正交重叠的子载波上进行传输,以便于提高频谱利用率。OFDM可以采用IFFT/FFT实现调制解调,在本设计中采用FPGA技术可以比较容易地实现OFDM通信系统的的调制器部分。整个系统包括RS编码、交织、QAM星座映射,IFFT和插入CP等模块,经过仿真验证:提高了系统的处理速度,具有较高的应用价值。     

新一代移动通信系统建设的技术经济分析

一、新一代移动通信系 统的频谱利用率比较 １ｃｄｍａ２０００和 ＷＣＤＭＡ 频谱利用率的仿真比较 仿真分为两个步骤：第一步是链路组仿真,得到上行／下行链路（ＷＣＤＭＡ）或反向／正向链路（ｃｄｍａ２０００）的性能指标;第二步是系统级仿真,利用链路级仿真的结果得到系统容量、频谱效率等性能指标。 链路级仿真在三种测试环境下进行,分别是户内办公测试环境、户外到户内以及步行测试环境和车载测试环境,每种环境下包含Ａ和Ｂ两种类型的传播信道,表１列出了不同测试环境下Ａ和Ｂ两种类型信道的时延扩展和发生概率。 表２是户内…     

基于FPGA的简易频谱分析仪

观测信号频谱在科研中具有重大意义,在教学实验中也有利于学生更直观深入地了解信号特征。采用单片机C8051和FPGA,外加高速A／D转换器设计一种简易的频谱分析仪。该系统主要包括信号采集、频谱搬移、数字滤波、数字FFT和LCD显示。经测试,该系统能够分析信号带宽为0～5MHz,最低分辨率达到1Hz。而且信号频谱图能够很好地显示在LCD上。整个系统工作稳定,操作方便,且成本比其他频谱分析仪低很多。