快速离散傅里叶变换算法研究与FPGA实现

提出了适合于OFDM的离散傅里叶变换的快速硬件实现算法,并对算法进行了FPGA实现。采用并行处理结构,有效的提高了计算速度,整个系统处理时间达到2.6μs。为了减少乘法器资源,进行了简化运算,对于每一点输入数据,由4N次乘法运算减少到N/2次乘法运算。因此,此算法实现时间很短,没有延时,降低了资源消耗,硬件实现简单。     

部分选择序列算法的FPGA实现

OFDM系统由于众多优点成为目前研究的热点之一,但也存在峰均比大的问题,阻碍了其实际应用.文章阐述了部分选择序列（PTS）算法的原理,通过仿真该算法可以有效降低OFDM系统存在的峰均比问题.综合考虑峰均比优化性能以及计算复杂度,给出了合适的参数,并在FPGA上实现了PTS算法,有效降低了实际OFDM系统的峰均比,优化后峰均比相对于原来减小了2～3dB,最后给出了仿真波形结果,验证了设计的可靠性和可行性.     

OFDM中FFT处理器的设计及FPGA实现

介绍了OFDM技术及其应用在电力线通信中的优势,并指出了FFT的高速实现在OFDM中的关键性.针对OFDM中FFT的运算要求,研究了一种易于FPGA实现的FFT处理单元的方案.该方案采用基2DIT-FFT算法以及单元结构的设计思路,给出了改进的基于顺序处理的FFT结构.用VHDL语言对各个模块进行编程,并在Quartus II软件环境下综合仿真,时序分析结果与MATLAB计算结果相比验证了设计的正确性,可以满足某些OFDM系统的需求.     

用于多用户宽带电力线通信的同步信号的设计与实现

以正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)调制为基础的宽带电力线通信技术,为智能电网、智能家居以及"最后一公里"提供了高效可靠的信息传输方案,然而OFDM对同步错误极度敏感,针对此问题,采用多相序列作为主同步信号的多用户帧结构,利用一种新的多相序列族(用于用户群搜索)作为主同步信号,序列族的设计不仅要考虑每个序列都有更优良的自相关特性即更高的峰值对旁瓣峰值比,还要求有很好的互相相关特性以对抗其他用户训练序列引起的用户间干扰。多用户系统中不同用户采用不同的序列作为同步序列,这种方法对系统的复杂性没有任何影响。在作者自制的硬件平台上实现了该算法,实验和仿真结果均表明该同步设计更适用于电力线环境。     

采用FPGA实现合并单元同步采样的方案

为了提高数字化变电站模拟量采集的同步精度,提出一种利用现场可编程门阵列(FPGA)实现合并单元(MU)同步采样的方案。通过分析同步误差产生的原因,指出MU内部晶振误差是造成同步性能不确定的主要原因。根据MU同步采样的要求,将秒脉冲(PPS)接收和处理的过程分为2个功能模块:PPS的接收和等间隔采样,通过准确捕捉PPS脉冲沿和精确划分采样间隔来提高同步采样精度,并利用FPGA芯片的特点,对每个步骤分别进行补偿和处理,将其误差控制在一定的范围内。实验证明该方案能使MU同步精度达到1μs。     

一个基于FPGA的多通道压频转播转换数据采集系统接口

本文描述了一个用于８通道压转换数据采集系统的全数字接口模块，该采集系统具有高信噪比和低的接口定时约束，接口模 用一片现场可编程门阵列芯片实现。     

基于FPGA的太阳能MPPT算法实现的研究

最大功率点跟踪(MPPT)算法是太阳能发电系统常用的控制算法,大多数系统利用微控制单元(MCU)实现.在此利用现场可编程门阵列(FPGA)实现了一种低成本的太阳能MPPT的电路,探讨了系统硬件的组成、各功能部分接口实现的方法.用Verilog语言实现了ADC控制器、乘法器、MPPT算法及PWM波波形发生器.并通过Modelsim平台对设计电路进行了仿真,最后在CycloneⅡ系列EP2C8Q208C8芯片上实现下载.实验结果表明电路工作正常,达到了设计要求,为太阳能发电系统的系统级芯片(SoC)控制打下了基础.     

基于FPGA的函数发生器

介绍了基于FPGA的函数发生器的设计、实验和测试。系统运用了基于嵌入式处理器的SOPC技术,以ALTERA公司的CycloneⅡ系列FPGA为平台,将微处理器、总线、数字频率合成器、存储器和I/O接口等部件集成在一片FPGA上,实现了50Hz到10MHz频率范围正弦信号的输出,扩展了AM、FM、FSK、ASK等多种信号调制功能。输出级采用AD811的功率放大器以提高负载能力,50Ω负载下输出峰-峰值0～6V可调。     

基于GPS和FPGA的便携式高精度同步时钟的研制

随着GPS同步时钟设备在电力系统的广泛应用,如何对电力自动化装置的实际时钟同步精度进行校验和测试,成为了一个重要研究课题.基于高精度GPS接收机、现场可编程门阵列(FPGA)等技术,研制了一种便携式同步时钟,描述了装置的设计原理和应用方法.本装置具备记录外部事件发生的绝对时刻和按照设定时刻向外部输出脉冲的功能,采用可充电电池供电.所研制的装置可以应用于微机保护、故障录波器等设备的时钟同步性能校验和测试领域,具有精度高、实用性好的特点.     

基于GPS和FPGA的便携式高精度同步时钟的研制

随着GPS同步时钟设备在电力系统的广泛应用,如何对电力自动化装置的实际时钟同步精度进行校验和测试,成为了一个重要研究课题。基于高精度GPS接收机、现场可编程门阵列（FPGA）等技术,研制了一种便携式同步时钟,描述了装置的设计原理和应用方法。本装置具备记录外部事件发生的绝对时刻和按照设定时刻向外部输出脉冲的功能,采用可充电电池供电。所研制的装置可以应用于微机保护、故障录波器等设备的时钟同步性能校验和测试领域,具有精度高、实用性好的特点。     

基于OFDM电力线通信系统的同步方案设计

分析了电力线传输信道的关键特性和OFDM系统中的同步问题,参照Homeplug 1.0协议中的规定,提出一个完整的OFDM同步方案.并给出仿真结果证明该方案的可行性.     

高速低压电力线载波通信中的正交频分复用技术

结合低压电力线载波通信的特点 ,对单载波和多载波方案进行了比较 ,并介绍了一种适用于高速低压配电网载波通信的多载波技术———正交频分复用 (OFDM)技术。阐述了OFDM的原理、基于OFDM的高速低压电力线载波通信的解决方案、其技术优势及应用前景     

OFDM在配电网高速数据通信中的应用

低压配电网高速数据通信技术能够实现电力、数据、语音、视频“四网合一”，具有广阔的应用前景。由于传统的电力线载波通信技术难以适应配电网复杂而恶劣的环境，因此，新的通信标准、先进的调制技术和大规模集成电路的研究与应用，日益受到业界的关注。文章从测试和分析配电网高频传输特性入手，论述了正交频分复用技术的理论基础，阐述了基于配电网环境的功率控制、自适应调制、通道均衡、抗符号间干扰等关键技术，并介绍了一个实用化的配电网通信系统。     

OFDM低压电力线通信信道估计研究

正交频分复用(OFDM)技术以其多种优势成为低压电力线宽带通信的最佳选择,而信道估计是正交频分复用系统的关键问题之一。文章首先讨论了低压电力线的几种通信信道模型,对现有的OFDM通信信道估计算法进行了分析,最终选择了能够反映低压电力线统计变化规律的低压电力线统计自回归模型和LMS自适应信道估计算法,并进行了初步仿真研究。仿真结果表明,LMS信道估计方法能够很好地跟踪低压电力线信道的变化,具有良好的估计性能。     

基于自适应天线OFDM系统

文中提出利用自适应天线阵列实现OFDM系统的方案.该方案利用抽样矩阵求逆(SMI)算法对天线阵列进行最优权值的估计.仿真结果表明,与传统的OFDM系统相比,采用自适应天线阵列的OFDM系统,误码率性能可以得到有效的改善.     

利用低压电力线传输数据存在的技术问题及对策

低压电力线通信可分为远程抄表和实现高速Internet接入网两个主要应用方向.文章根据电力线信道的特性以及低速和高速信息传输的不同要求,指出对于数据传输速率较低的远程抄表系统可使用时分复用的扩频调制技术,但要注意选择合适的载波频率和扩频伪随机序列;高速Internet接入网则适合应用正交频分复用调制技术(OFDM),以克服低压电网对信号传输的不利影响,如噪声大、衰减强特点等.     

窄带OFDM低压电力线载波技术及标准化发展趋势分析

针对低压电力线载波通信及电力用户用电信息采集应用,分析了窄带OFDM低压电力线载波技术的发展现状以及国际标准化情况。首先分析了低压配电网电力线信道的特点,揭示了新一代低压电力线载波通信均采用窄带OFDM调制技术的原因;然后针对我国电力用户用电信息采集电力线载波本地网络,提出了一种协议栈模型,目的是为标准化建立一个分层协议框架,实现不同厂家载波终端的互联互通和互操作。最后分析了物理层工频过零点传输的必要性,并对几个主要的窄带OFDM物理层标准进行了比较。     

基于FPGA和DSP的通用帧同步器设计

本文对通信系统中数据传输的帧同步的实现方法进行研究,根据具体的工程需求,提出利用FPGA和DSP实现通用帧同步器的方法,它能够适应遥测数据的多种帧结构和容错要求.通过实际应用验证了本文系统具有配置灵活、抗干扰能力强、通用性好等优点.     

基于FPGA的小数分频频率合成器设计

文中介绍了一种小数分频频率合成器的设计方案。该方案中的分频部分基于FPGA进行设计与实现,仿真结果表明正确。FPGA在设计方案中的应用使得电路简单且便于二次开发。