基-2FFT和基-4FFT GPS信号快速捕获算法研究

捕获是GPS接收机内信号处理的第一步。捕获过程可以粗略地估算出可见卫星信号载波多普勒频移和码相位,并将估算值传送给后续的跟踪程序。捕获的速度直接决定GPS接收机的性能。基于相关运算的信号捕获算法主要分为时域相关法和基于FFT的循环相关法,因此在基-2FFT循环相关法的基础上提出基-4FFT循环相关法,通过接收真实GPS卫星数据并进行MATLAB仿真分析,最终给出时域相关法、基-2FFT和基-4FFT循环相关法对应的捕获结果与仿真时间。结果表明,在捕获结果相同的前提下,基-4FFT循环相关法的运算速度有所提升。

基-2FFT算法的FPGA设计与实现

研究了一种基于FPGA的FFT处理器的顺序处理结构,以及用有限状态机控制FFT运算过程中各个流程转移的方案,提出了实现FFT算法过程中一些细节问题的解决方法。

FFT算法硬件模块的高层次综合实现与优化

针对传统硬件描述语言对模型和算法的结构调整及优化结果对比存在难度大、开发周期长等不足,提出了利用高层次综合的方法进行算法的硬件模块设计。以基于时间抽取的16点基-2FFT为例,利用C语言对算法进行描述,通过循环展开、数组分割、乘法简化、单个时钟周期长短调整等优化方式对设计结果进行探索。探索结果表明,通过更改C语言数据类型和代码结构,能够快速实现不同性能要求的硬件方案设计,与传统寄存器传输级(RTL)实现相比,大大降低了算法模块的设计难度,缩短了开发周期,便于探索硬件设计过程中的各种可能性。

可穿戴式智能音乐纠错系统

设计了一种可穿戴式智能音乐纠错系统,能够及时地提醒音乐练习者的演奏错误。该系统能实时采集演奏者弹奏的乐音信息,由短时平均能量法找出乐音端点后对端点间信号做FFT和次谐波求和提取基频作为频域特征,将两乐音端点间时间差作为时域特征,通过与标准乐音对比找出演奏过程中的错误所在,系统及时提醒演奏者并将错误记录。硬件方案体积小、低功耗,软件的乐音对比算法简洁高效,经现场的实际检验测试,达到了预想的效果。