基于FPGA的高速高阶流水线工作FFT设计

为了提高快速傅里叶变换(FFT)处理数据的实时性,本文利用现场可编程阵列(FPGA)逻辑资源丰富、运算速度快的特点以及FFT算法的分级特性,实现了高速、高阶FFT的流水线工作方式设计。通过本文介绍的设计方法,在Xilinx公司Virtex-II系列FPGA上实现了工作频率50MHz以上、数据流水输入、输出的1 024点按时间抽取FFT。     

快速傅里叶变换的教学方法探讨

数字信号处理的一个核心内容就是快速傅里叶变换,该文采用由简入深的方式、层层推导的方式,从离散傅里叶变换推导出快速傅里叶变换的原理。经过教学实践证明,效果较为理想。     

FPGA实现高速FFT处理器的设计

介绍了采用Xilinx公司的Virtex -II系列FPGA设计高速FFT处理器的实现方法及技巧。充分利用Virtex -II芯片的硬件资源 ,减少复杂逻辑 ,采用流水方式对复数数据实现了加窗、FFT、求模平方三种运算。整个设计采用流水与并行方式尽量避免瓶颈的出现 ,提高系统时钟频率 ,达到高速处理。实验表明此处理器既有专用ASIC电路的快速性 ,又有DSP器件的灵活性的特点 ,适合用于高速数字信号处理     

基于FPGA的32位浮点FFT处理器的设计

介绍了一种基于FPGA的1024点32位浮点FFT处理器的设计。采用改进的蝶形运算单元,减小了系统的硬件消耗,改善了系统的性能。详细讨论了32位浮点加法器/减法器、乘法器的分级流水技术,提高了系统性能。浮点算法的采用使得系统具有较高的处理精度。     

使用数论变换的超快速傅里叶变换

本文证明用数论变换(NTT)能非常有效地计算离散傅里叶变换(DFT)值,而乘法次数可进一步减少。这是因为考虑数论变换和离散傅里叶变换的某些简单特性,把一个长度为P的离散傅里叶变换实乘总数减少到(P-1)。这样,每点所需实乘法次数还不到一次。适当选择变换长度和数论变换,每点     

面向OFDM应用的低硬件开销低功耗64点FFT处理器设计

在基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的无线系统中,快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)作为关键模块,消耗着大量的硬件资源。为此,针对于IEEE802.11a标准的无线局域网基带技术,提出了一种低硬件开销、低功耗的基-24算法流水线架构FFT处理器设计方案。在硬件实现上,采用单路延迟负反馈(Single-path Delay Feedback,SDF)流水线架构;为了降低硬件资源消耗,基于新型的改良蝶形架构利用正则有符号数(Canonical Signed Digit,CSD) 常数乘法器替代布斯乘法器完成所有的复数乘法运算。设计采用QUARTUS PRIME工具进行开发,搭配Cyclone 10 LP系列器件,编译结果显示该方案与其他已存在的方案相比,至少节约硬件成本25%,降低功耗18%。     

基于FPGA的专用信号处理器设计

用可编程门阵列(FPGA)实现了一个专用信号处理器,它以快速傅里叶变换(FFT)为核心工作单元,对四路零中频雷达回波依次进行去除直流分量、数据加窗、FFT、目标信号选大和相位参考信号检测等处理。各处理单元流水操作,保证了处理速度,提高了资源的利用效率。FFT算法为输入顺序输出位反序的D IT基2算法,采用递归结构实现,硬件共享设计节省了资源;同时,处理过程中采用块浮点算法,兼顾了定点的高速度与浮点的高精度;并对FFT结果进行了误差分析,给出了定点与块浮点两种算法时的均方误差上限。最后对整个设计进行了仿真验证,结果表明用FPGA实现专用信号处理器满足系统要求。     

一种高灵敏度GPS信号快速捕获算法

为了提高GPS软件接收机捕获算法的灵敏度和快速性,提出了一种高灵敏度GPS卫星 信号快捕方案。首先对GPS信号进行频率补偿,然后进行相干滤波提高卫星信号的信噪比, 从而提高捕获算法的灵敏度。再采用延迟、累积捕获结构寻找输入信号中各颗卫星的C/A码 起始点,引入延迟累加器实现各卫星多普勒频移成分的分离、估计,将传统的二维捕获过程 简化为两个一维搜索过程,捕获时间仅为传统FFT快捕算法的几十分之一,提高了捕获算法 的速度。分别通过实测和GPS数字中频信号发生器仿真生成的GPS数字中频数据对所设计的捕 获算法进行了验证,实验结果表明该捕获算法行之有效。     

一种改进的PMF—FFT短码捕获方法

提出了一种改进的PMF-FFT短码快速捕获方法.该方法将大规模并行相关器与PMF-FFT捕获结构结合起来,利用大规模并行相关器实现接收信号与本地码的分段匹配相关,将部分相关结果进行FFT运算实现对信号载波频偏的搜索,大大提高了PMF-FFT的捕获速度.Matlab仿真结果表明,该方法可以在低的信噪比之下实现对GPS短码的快速捕获.捕获电路的设计基于流水线,资源复用等硬件设计思想,利用较少FPGA资源,在一片FPGA内实现了对短扩频码的实时的快速捕获.     

一种降低正交频分复用调制信号峰平比的融合方法

提出了一种降低峰平比(PAPR)的融合算法,该算法在发射端对正交频分复用(OFDM)调制信号进行两次降低峰值处理,因而降低PAPR的能力远远优于常规的选择性映射法和压扩法,而该新方法传输信号的性能与压扩法相当。     

一种新型平面结构的双陷波超宽带天线设计

为了避免现存的一些窄带通信系统对超宽带天线的干扰,提出了一种具有双陷波特性的超宽带天线结构。由于采用了渐变式阶梯阻抗匹配结构作为超宽带基础天线的馈电,使天线具有了宽阻抗匹配能力。通过在基础天线背面附加双偏T寄生单元和在辐射贴片上开窗的联合方法,实现了超宽带天线的双陷波特性。天线电流分布结果可以完全反映出在陷波频率下两种方法的谐振抑制作用,而且实验结果表明该结构的天线对 WLAN(5.15～5.825 GHz) 和WiMAX(3.4～3.69 GHz)频段的信号起到了有效的抑制作用,同时在工作频段内表现出较好的全向辐射特性。     

超短波电台节电单元的设计与实现

为实现便携式超短波电台节电目的,从降低静态和动态功率消耗两方面,提出了某型电 台节电改造方案。通过简化改进频合电路,减少静态功耗;采用功率自适应控制, 利用嵌入式技术和数字电位器,使电台随接收信号强弱自动调整发射功率大小,并较好解决 了电波传输损耗与通信距离、数字电位器控制关系的非线性问题,降低了动态功耗。实测表 明,在保持原电台通信性能不变的情况下,静态功耗可降低40％,动态功耗可降低16％～58 ％ 。该方法的设计思想和实现途径可供其它类似电台节电改造或设计时参考。     

一种Farrow结构数字延时滤波器的设计

普通数字延时滤波器虽然结构简单,但系数计算过程复杂,在延时参数快速变化时,系数更新速度无法满足实时性要求,在工程应用上受限制。采用Farrow结构数字延时滤波器能够更加灵活高效地进行分数延时滤波,延时参数改变时,无需重新计算滤波器系数,更容易在现场可编程门阵列(FPGA)上实现。介绍了一种Farrow结构数字延时滤波器,提出采用基于对称结构的滤波器系数求解方法,并经过加权优化,获得最终Farrow滤波器的系数。系数计算过程中,通过对设计所得Farrow滤波器延时精度和误差的分析,调整加权因子的取值和滤波器阶数,进而提高延时精度。计算机仿真结果证明了加权对称系数求解Farrow滤波器系数方法的有效性和实用性。     

一种SLR结构陷波宽带滤波器的设计

在枝节加载谐振器（Stub-loaded Resonator,SLR）的理论基础上设计了一种陷波宽带滤波器,应用于3.0~6.7 GHz频段。该滤波器由一个倒T形短路枝节加载谐振器（Short SLR,SSLR）和一个基于半波长SIR基本结构的阶跃阻抗枝节加载谐振器（Stepped Impedance SLR,SISLR）构成。与传统陷波滤波器相比,该滤波器没有采用传统的缺陷地结构或缺陷微带结构,其陷波特性由SISLR与SSLR耦合所致,能够实现更好的设计灵活性。对电路进行了仿真和实物制作,仿真结果表明,插入损耗和回波损耗分别优于0.3 dB和12.2 dB,陷波的中心频率位于5.8 GHz,其分数带宽为6.8%。测试结果与仿真结果基本一致,体现了良好的电路性能。     

抗突发误码的双重交织Turbo码设计

为了解决无线通信中常见的突发误码问题,提出了一种新的抗突发误码的Turbo码设计方案。该设计方案通过采用双重交织结构,极大地降低了突发误码对接收信息序列连续删除的风险,在不引入额外延迟的前提下,显著地提升了Turbo码抗突发误码的性能。仿真结果表明,当通信中存在较长突发误码时,双重交织Turbo码比一般Turbo码的纠错性能更好,其误比特率甚至可达到10-6数量级。     

带驻波故障监测功能的AISG塔顶放大器控制单元设计

根据AISG2.0协议对带驻波检测功能的塔顶放大器（TMA）中状态监控、故障告警和数据通信的技术要求,提出了TMA嵌入式控制单元的设计及实现方法。硬件部分首先概述了总体设计方案,然后阐明了OOK（On-Off Keying）模块、可配置式电流告警电路、浪涌电流抑制电路和驻波检测功能的设计思路;软件部分详细介绍了AISG协议栈的设计方法,并给出了低噪声放大器（LNA）及驻波故障的检测流程。测试证明,本系统的电气性能、监控功能以及协议完整性均满足AISG2.0协议的要求,并完成了与主流基站系统厂家的互操作测试。     

Approximate basket option valuation for a simplified jump process

This study proposes the use of a simplified jump process, namely the Bernoulli jump process, to develop approximate basket option valuation formulas. The proposed model is based on a more realistic stochastic process—relative to the standard geometric Brownian motion—without introducing additional intractability. Typical approximations, necessary for the development of the closed form formulas, are validated on the basis of a Monte Carlo experiment. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Jrl Fut Mark 27:819–837, 2007     

采用新型馈电结构的双频宽带导航天线设计

基于新馈电结构,设计了一款覆盖全球四大卫星导航系统的双频宽带贴片天线。采用了一种四分八馈电线路,以8个同轴馈电探针两两相连的方式将两路天线馈电信号合为一路,有效简化了馈电网络的复杂性,同时保证了天线辐射的增益、带宽和轴比性能。该双频辐射贴片单元采用正八边形层叠式结构设计,并在每个天线单元边缘对称添加两组矩形调谐单元,有效增加了天线辐射的波束带宽。该双频天线单元在高频1.482~1.617 GHz（波束带宽155 MHz）和低频1.191~1.252 GHz(波束带宽61 MHz）频段范围内,都能保证良好的辐射增益;高低频的3 dB轴比带宽为-130°~130°,具备良好的圆极化性能。经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。     

某高超音速导弹用新型天线透波隔热装置设计

透波隔热装置是高超音速导弹用天线设计的关键部件之一。通过石英纤维增强氮 化物陶瓷透波材料和二氧化硅气凝胶复合隔热材料的选用,采用合理隔热装置结构设计,经 样件 热防护性能测试,有效的降低了天线体及馈线温度,证明该方案满足高超音速导弹天线设计 需求,可在后续工程中推广使用。