通用CPFSK调制信号生成模块的设计与实现

介绍了通用ＣＰＦＳＫ调制信号全新生成方法及其软、硬件实现。基于同一硬件基础,结合专用软件,可以输出载频范围从几百Ｈｚ到几十ＫＨｚ内的ＣＰＦＳＫ调制信号,具有通用、高精度、性价比高等特点。     

基于ΣΔ调制技术的CPFSK调制芯片设计

采用ΣΔ调制技术的小数分频频率合成器设计了CPFSK调制电路,对调制电路的原理以及噪声性能进行了细致的分析。芯片集成了2RC波形成形电路、三阶单级ΣΔ调制器、双模分频器、鉴频鉴相器、电荷泵和压控振荡器,在四电平2RC-CPFSK调制时,16kHz的带宽内可以实现25.6kbps的信息速率传输。电路采用0.35μm标准CMOS工艺实现,调节片外电感,芯片最高工作频率可以到200MHz。     

基于Σ△调制技术的CPFSK调制芯片设计

采用Σ△调制技术的小数分频频率合成器设计了CPFSK调制电路,对调制电路的原理以及噪声性能进行了细致的分析.芯片集成了2RC波形成形电路、三阶单级Σ△调制器、双模分频器、鉴频鉴相器、电荷泵和压控振荡器,在四电平2RC-CP FSK调制时,16 kHz的带宽内可以实现25.6 kbps的信息速率传输.电路采用0.35μm标准CMOS工艺实现,调节片外电感,芯片最高工作频率可以到200 MHz.     

基于ZYNQ的接收机平台设计与实现

针对传统DSP+FPGA等组合平台的接收机中出现的数据传输不稳定,传输速率慢的问题,提出了一种基于ZYNQ的接收机平台。首先,根据ZYNQ的异构架构特点,在PS与PL之间搭建一个协议转换通道。然后,在PL部分设计一个接口模块与协议转换通道对接,用于PS到PL的数据分流,或者切换PS要进行读操作的模块。最后,通过VIVADO自带的内嵌逻辑分析仪对该平台进行验证,测试结果表明,使用这种平台的导航接收机比传统的组合平台接收机数据传输速度更快,性能更稳定。     

基于ZYNQ的接收机平台设计与实现

针对传统DSP+FPGA等组合平台的接收机中出现的数据传输不稳定,传输速率慢的问题,提出了一种基于ZYNQ的接收机平台。首先,根据ZYNQ的异构架构特点,在PS与PL之间搭建一个协议转换通道;然后,在PL部分设计一个接口模块与协议转换通道对接,用于PS到PL的数据分流,或者切换PS要进行读操作的模块;最后,通过VIVADO自带的内嵌逻辑分析仪对该平台进行验证。测试结果表明,使用这种平台的导航接收机比传统的组合平台接收机数据传输速度更快,性能更稳定。     

基于ZYNQ的通用型卷积神经网络设计与实现

针对基于FPGA平台的神经网络开发周期过长、调节网络模型麻烦等问题,设计了一种基于ZYNQ的通用型卷积神经网络模型。首先通过Tensorflow平台搭建神经网络并训练得到模型各层权重;其次利用高层次综合工具进行卷积层和池化层的IP核设计;然后在ZYNQ平台上部署模型;最后分别运行了Le Net-5和Alex Net-8神经网络进行验证。实验结果表明模型在只损失极少准确度的情况下,卷积与池化运算速度相比于ARM平台分别提高了3.65倍和2.31倍,并具备通用性。     

基于FPGA的2CPFSK全数字中频调制器的设计与实现

针对飞行器数据链中高码速率要求,需要使用数字技术实现传统模拟调制,以得到更好的调制性能,增加系统作用距离。本文介绍了二进制连续相位频移键控(2CPFSK)调制原理,提出了基于软件无线电架构的2CPFSK正交调制算法。该算法利用2CPFSK相位累加特性实现了基带数据的分数倍内插,从而适应宽范围码速率的调制。设计了提高频谱纯度的数字滤波器、基于FPGA+DAC架构的数字调制器硬件平台并实现算法。通过与传统模拟频率调制(FM)比较,该设计提升了1.7 dB调制性能,增加了系统作用距离。     

基于ZYNQ的HDMI显示端设计与实现

高清晰度多媒体接口(High-Definition Multimedia Interface,HDMI)显示接口是嵌入式实现的视频采集及处理系统的重要组成部分,并有逐渐成为此类系统的显示端标准接口的趋势.然而在ZYNQ平台中由于没有在芯片中集成HDMI控制器,所以普遍采用模拟视频信号显示,限制了处理效果的展示和人机之间的交互.采用ADI的开源HDMI IP核以及Xilinx提供的相关IP核结合ADI HDMI发送器ADV7511,在ZYNQ平台上以软硬件协同的工作方式设计实现了HDMI显示端.方案分别基于无操作系统和Linux操作系统环境实现,其中无操作系统实现可以被移植用于一些特定场合或供硬件系统测试使用;而在Linux操作系统下,通过结合直接渲染管理器(Direct Rendering Manager,DRM),本方案可以方便Linux系统下该显示系统的移植与集成.     

基于ZYNQ的高性能无线接入网关设计与实现

本研究采用ZYNQ-7010系列以及3.10内核,构建了一个完整的低功耗、低成本、高性能无线接入控制器,包括硬件平台和全套软件.实现了一个中型网络的无线接入控制所需的全部功能:无线身份验证、AP热点管理、无线接入权限、基于SDN的无线地址管理与数据转发,网络QOS管理、上网审计等.     

基于ZYNQ的便携式显控终端设计与实现

工业测控装备便携、小型化的需求日益迫切,设计与实现了一种基于ZYNQ处理器的便携式显控终端.该终端首次采用Ubuntu最小核心创建文件系统,通过以太网在线更新维护的方式,解决了系统维护难的问题;同时,提出基于Linux的用户空间I/O(UIO)子系统的驱动实现方法,解决了内核态驱动影响系统内核稳定性的问题.触摸虚拟操作...     

Performance of low density parity check coded continuous phase frequency shift keying (LDPCC‐CPFSK) over fading channels

In this paper, in order to improve bit error performance, bandwidth efficiency and reduction of complexity compared to related schemes such as turbo codes, we combine low density parity check (LDPC) codes and continuous phase frequency shift keying (CPFSK) modulation and introduce a new scheme, called ‘low density parity check coded‐continuous phase frequency shift keying (LDPCC‐CPFSK)’. Since LDPC codes have very large Euclidean distance and use iterative decoding algorithms, they have high error correcting capacity and have very close performances to Shannon limit. In all communication systems, phase discontinuities of modulated signals result extra bandwidth requirements. Continuous phase modulation (CPM) is a powerful solution for this problem. Beside CPM provides good bandwidth efficiency; it also improves bit error performance with its memory unit. In our proposed scheme, LDPC and CPFSK, which is a special type of CPM, are considered together to improve both error performance and bandwidth efficiencies. We also obtain error performance curves of LDPCC‐CPFSK via computer simulations for both regular and irregular LDPC code. Simulation results are drawn for 4‐ary CPFSK, 8‐ary CPFSK and 16‐ary CPFSK over AWGN, Rician and Rayleigh fading channels for maximum 100 iterations, while the frame size is chosen as 504. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于ZYNQ的非制冷红外热像仪设计与实现

常用的红外热像仪信号处理方案主要有3种,分立的ARM或DSP+FPGA方案、TI达芬奇处理器方案和FPGA方案.以上3种方案分别存在芯片间带宽不足、不能支持焦平面探测器、串行处理不易实现等缺点.针对这些问题,提出一种基于Xilinx ZYNQ处理器的红外热像仪信号处理方案,该方案选择非制冷红外焦平面探测器作为敏感元件.系统工作时,探测器产生的信号首先经过信号处理和模数转换操作,然后输入到ZYNQ中,在ZYNQ内部完成非均均匀性校正、温度测定和图像增强等处理,最后通过千兆以太网或者HDMI接口输出.试验表明该方案数据带宽充足,能适配各种焦平面探测器或者红外机芯,串行处理易于实现.使用该方案设计的系统成像效果良好,测温精度满足要求.     

基于差分检波的数字化快速解调算法

在通用的硬件平台上，采用不同的软件算法来实现不同调制与解调是软件无线电的核心思想。文中根据模拟通信系统中的差分检波原理，提出了一种软件无线电中FSK信号解调的快速算法，理论分析和仿真结果都证实了该算法的有效性，与数字化正交解调算法相比，省去了本地载波恢复，简单、计算量小且易于实现，具有理论意义和实际应用价值。     

一种改进的CPFSK信号频率估计方法

针对突发信号解调中多普勒频偏大的问题,提出了一种改进的连续相位移频键控信号(CPFSK)频率估计方法.首先接收信号平方运算使信号的调制指数加倍,再通过一次离散傅里叶变换(DFT),用搜索信号平方谱谱峰的方法实现突发信号频率估计.仿真实验表明,在低信噪比条件下,该算法的频率估计精度比经典的相位差频率估计算法提高了20%;该算法与广泛用于高动态突发信号的频率插值估计算法相比,同道干扰信道下信干比改善可达4 dB,DFT长度缩短约1/3.     

基于受激蔡氏电路混沌系统的混沌键控和最佳解调

提出了一种利用混沌载波进行数字通信的方法,该方法通过调制周期激励混沌系统中周期激励项的相位来传输数字信号,并在接收端利用由可同步的串联结构的混沌系统组成的最佳接收机进行相干解调.所提方法能传输二进制信号,也可推广到传输多进制信号的情况.最后进行了数值仿真,结果说明了所提方法的有效性.     

基于Hilbert变换的BFSK非相干解调

频移键控（FSK）具有易实现、鲁棒性强等优点,在数字通信系统中得到广泛应用。文中对数字正交相乘解调原理进行了简要介绍,针对所设计系统难以准确得到相移π/2的延时信号,采用Hilbert变换实现整个频带内的信号精确的π/2相移。并给出了误码率数值曲线,仿真结果表明：该算法具有较强的鲁棒性,便于用DSP芯片实现等特点,优于传统的非相干BFSK解调器。该算法应用到DSP系统实时解调32路BFSK信号,运行效果良好。     

Performance of joint multilevel/AES‐LDPCC‐CPFSK schemes over wireless sensor networks

In wireless sensor networks, data encryption and channel coding are considered together for ensuring secure and robust communication. In order to achieve this purpose, we introduce a new joint scheme, namely ‘Multilevel/Advanced Encryption Standard‐Low Density Parity Check Coded‐Continuous Phase Frequency Shift Keying (ML/AES‐LDPCC‐CPFSK)’. AES algorithm is the most powerful and widely used symmetric key cryptography in providing secure data transmission. LDPC codes have very large Euclidean distance and use iterative decoding algorithms. In this study, we have increased error performance employing multilevel structure to AES and LDPC. In all communications systems, phase discontinuities of modulated signals result in extra bandwidth requirements. CPFSK, which is a special type of continuous phase modulation, is a powerful solution for this problem. In this paper, we simulate error performance of ML/AES‐LDPCC‐CPFSK for regular LDPC codes. Simulation results are drawn for 4CPFSK, 8CPFSK and 16CPFSK over wireless cooperative sensor networks. Using this scheme, we are able to improve bit error performance, channel throughput, security level of communication and reduction in complexity compared with related schemes such as various turbo code structures. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于DSP的FSK调制系统的C语言算法实现

频移键控(Frequency Shift Keying,FSK)是信息传输中使用得较早的一种调制方式,其主要优点是实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好,在中低速数据传输中得到了广泛的应用。阐述了FSK的基本原理,基于TI公司的TMS320VC5402 DSP(数字信号处理器)硬件平台,分析了FSK调制系统的编程思路并用C语言实现其算法,通过仿真验证了该FSK调制系统的准确性和可行性。