基于FPGA的DES加密算法实现

在分析DES加密算法的基础上,利用流水线技术和分时复用技术,设计了两种流水线结构和复用结构的DES加密算法电路,功能仿真正确,并以Xilinx FPGA为实现基础,结合纯组合逻辑结构,分析对比上述几种方案在速度和资源方面的优劣。其中最快一种实现方案最高时钟频率可达139 MHz,加密速度达到8.9 Gbit.s-1。

PC-FFT:一种时频协同的差分水声OFDM信号ICI抑制方法

载波间干扰(Inter-Carrier Interference,ICI)是制约差分水声正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号检测性能的瓶颈性因素。本文提出了一种时频协同的新型ICI抑制方法,称为分段-单频率校正快速傅里叶变换(Partially-Single-Frequency-Corrected Fast Fourier Transform,PC-FFT)。具体而言,首先,PC-FFT在时域上以OFDM符号时长为单位,对接收信号做互不重叠的均匀划分,化快变信号为多段准静态信号;其次,在频域上对每段短信号分别在一个频点上做补偿;最后,线性加权每一段补偿短信号的傅里叶变换输出,输入差分检测器。为了确定权重和补偿频率,本文建立了以二者为变量,以最小化信号检测均方误差为目标的优化问题。在该问题中,权重与补偿频率高度耦合,致使其严重非凸。为了降低复杂度,本文设计了一种坐标轮换下降的算法,其基于特征值分解求解权重,基于梯度下降法求解补偿频率,二者交替执行直至收敛。仿真和实测水声信道的测试结果均表明,在大多普勒频偏下,相较现有的部分快速傅里叶变换(Partial Fast Fourier Transform,P-FFT)、分数快速傅里叶变换(Fractional Fast Fourier Transform,F-FFT)和分段频移快速傅里叶变换(Partially-Shifted Fast Fourier Transform,PS-FFT)等方法,PC-FFT具有更好的ICI抑制性能。具体地,当载波数为1024、多普勒因子达3.5×10^(-4)、信噪比在10~30 dB范围变化时,PC-FFT相较于PS-FFT可将均方误差降低55.08%~67.64%,而P-FFT和F-FFT几乎无法工作。

基于FPGA的光纤通信系统中帧同步头检测设计

为实现设备中存在的低速数据光纤通信的同步复接/分接,提出一种基于FPGA的帧同步头信号提取检测方案,其中帧头由7位巴克码1110010组成,在数据的接收端首先从复接数据中提取时钟信号,进而检测帧同步信号,为数字分接提供起始信号,以实现数据的同步分接。实验表明,此方案成功地在光纤通信系统的接收端检测到帧同步信号,从而实现了数据的正确分接。

DH中STM-1/TU-12解复用的设计及FPGA实现

分析了同步数字体系SDH中STM-1信号解复用出TU-12的过程,对该电路中各个功能模块的设计思路进行了详细分析,采用了并行化处理方式,重点讨论了支路净荷抽取处理和FIFO的使用,进而完成了STM-1/TU-12解复用电路的设计与实现,创新性地将并行化、净荷调整后抽取和FIFO缓存结合使用,用以简化电路的设计。最后,在ALTERA公司的EP1C6T144C8器件环境下上进行了验证。

MPEG-2传输流解复用器的设计与实现

论文介绍了MPEG-2传输流解复用的原理,提出了一种基于ARM处理器的以软件为主,硬件为辅的解复用器的实现方案。其中主要设计包括系统时钟恢复,PID过滤,TS流中节目关联表和节目映射表解码算法。

CMMB系统中码流解复用的设计和实现

通过对中国移动多媒体广播(CMMB)系统帧结构、复用特征的分析,提出该系统解复用的一种软件实现方法。该方法中,对控制信息和业务信息分开进行解复用,根据得到的控制信息,解析出码流中的音频和视频数据,通过同步后送入播放器部分。该方法用软件实现起来非常方便,不仅能降低系统实现的复杂度,而且系统升级非常方便。

VGA信号分配及远程传输系统

介绍了基于电压跟随的视频VGA信号分配的原理以及实际电路的设计,以实现视频信号本地的多路显示。视频信号在实现远程传输时,需对视频信号进行放大,增大信号的驱动能力。为此,介绍了基于EL4543差分放大的视频信号远程传输发送端电路及其工作原理;在远程接收端,通过EL9111差分接收和EL9115的模拟补偿,恢复视频信号。采用本设计的视频传输距离可达200 m左右。

NOLM中反向交叉相位调制作用分析

提出了反向交叉相位调制 (XPM)耦合方程 ,得出了非线性光学环路镜 (NOLM)中正、反向信号脉冲在传输过程中共同作用的非线性相移 ,研究了高斯脉冲情况下NOLM的开关特性 ,NOLM作为解复用器时反向XPM的影响 ,及作为光路由选择单元时无放大联接的级数 .最后讨论NRZ码情况下的开关特性 .

基于FPGA的高速视频信息光纤传输方案设计

本文针对数字化光电经纬仪需要将主摄影系统设备产生的500帧/秒,30Mbyt/s×20路的数字视频信号传输到主控计算机的具体要求,提出基于FPGA以及HDMP-1032/HDMP-1034的高速视频信息光纤传输系统设计方案。系统设计主要包括数字信号的复用/解复用,高速并/串信息转换,光纤旋转连接器等部分,应用了FPGA编程、CIMT信道编码以及高频电路PCB设计等技术实现了数字化光电经纬仪中高速视频信息的无误传输,改善了高速视频信息的传输质量。

模分复用系统关键技术研究进展

近年来,光纤通信主要应用于单模系统中,扩充容量一般应用波分复用技术。而随着传输容量逐渐逼近香浓极限,光纤通信技术开始向空分复用方向发展。模分复用是一种利用光波的空间自由度来增加光通信容量的复用技术。它作为一种可以克服单模光纤通信系统传输容量局限的复用方式,受到了广泛的关注。文中就模分复用系统中关键性技术的研究进展进行了评述,主要包含模分复用/解复用器,少模/多模光纤,以及MIMO数字信号处理3个方面。

数字光端机的二次复分接设计

介绍了数字光端机的工作原理,利用在线系统可编程技术和现场可编程逻辑阵列FPGA进行复分接设计,包括硬件设计、软件设计和测试。详细介绍了复接和分接,设计一种同步按字节的二次复接方式,实现了视频、音频、数据、网络信号的可靠传输,对提高传输信道容量、节约光纤资源有一定的实用意义。

数字电视多频道延时直播系统的设计和实现

基于DVB标准设计直播系统,通过视频服务器方式进行延时直播,通过软件方法从多节目复用流中提取出多个单独的节目传输流,从而支持多个频道同时进行直播。可与硬盘播出系统进行系统集成。初步实现系统基本功能,按照相关标准进行传输流的技术指标检测,并对测试结果进行分析。

基于硅的阵列波导光栅的理论分析

为了研究平面光波导光栅的理论和设计方法,采用波导模场的高斯近似和有效折射率法对波导进行计算,在不考虑平面波导有效折射率的色散效应和近轴近似条件下,分析了阵列波导光栅近似设计理论,经模拟设计与实际设计参数对比,得到了正确的方法,并简化了计算结果。结果表明,这种近似理论为阵列波导光栅的工程设计提供了一种简单实用的计算方法。

光子晶体粗波分—模分混合复用/解复用器

提出了一种基于光子晶体的粗波分-模分混合复用/解复用器,可在光子晶体上实现波分-模分的一体集成.根据时域耦合模理论,该器件采用点缺陷微腔和波长选择反射微腔的结构实现滤波.根据横向耦合模理论,利用非对称平行波导的结构实现模式转换.应用时域有限差分法对其性能进行分析,仿真结果表明,该器件可以实现1 550nm TE0模、1 570 nm TE0模、1 550 nm TE1模和1 570 nm TE1模四个信道信号的复用和解复用,且具有较低的插入损耗(<0.23 d B)和信道串扰(<-15.21 d B),该器件在CWDM-MDM中有重要作用,对提升城域网的容量具有重要价值.

SDH中E3复用/解复用系统的FPGA实现

基于FPGA设计了SDH中E3信号复用/解复用系统,包括HDB3编/译码模块、码速调整模块、映射/解映射模块、定位/解定位模块和复用/解复用模块等。在QuartusⅡ9.0中进行了仿真、综合、布局布线和时序仿真,直至各部分功能分别实现,并在Altera公司的Cyclone第四代产品EP4CE115F29C7N上验证了其正确性。用SDH分析仪ANT-5对设计结果进行了一周的测试,误码为0,说明设计基本正确。

SDI音频解嵌系统设计

针对串行数字接口,设计了一套基于FPGA的SDI音频解嵌系统。介绍了音频解嵌系统的工作原理以及设计过程。通过实际验证,该系统完全可以代替传统的ASIC设计方案,有效地将音频数据从SDI视频中分离出来,并且保证了视、音频的同步输出。只需对代码进行调整,该系统还可以随相关标准改动而进行升级,不仅缩短了产品开发的周期而且大大降低了成本。

FMDV、BTV、PPRV多重RT-PCR检测方法的建立

为建立能够同时检测并鉴别口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus,FMDV)、蓝舌病病毒(Bluetongue virus,BTV)和小反刍兽疫病毒(Peste des petits ruminants virus,PPRV)感染的多重RT-PCR(反转录-聚合酶链式反应,Reverse transcription-polymerase chain reaction)方法,根据3种病毒的基因组全序列和保守区序列设计3对特异性引物,优化反应体系和扩增条件,建立能够同时检测3种病毒的多重RT-PCR方法。结果表明,建立的多重RT-PCR检测方法敏感性强,对FMDV、BTV和PPRV的核酸最低检测量分别为15.42、6.29、16.50ng/μL;特异性试验结果表明所建立方法的特异性良好。建立的多重RT-PCR方法具有敏感性高、特异性强、重复性好、快速简便等特点,可以用于临床上3种病毒感染的诊断和鉴别。

OTDM(光时分复用)技术的现状和展望

本文介绍了光通信领域研究热点之一的OTDM(光时分复用)技术国内外发展现状,分析了OTDM基本原理和技术难点,提出了OTDM技术研究方向和前景展望。

基于CPLD的多路数字信号复接分接技术与实现

为提高数字通信系统的信道利用率及准确率,文中提出了一种8路数字信号的复接分接系统设计方案。方案主要采用乒乓操作解决低速数据采集高速输出的数据丢失问题。并且基于Quartus II 11.0软件完成了方案的复接分接系统设计与仿真,通过在Altera的EPM570T100C5N芯片上进行测试。实验结果表明,设计正确且稳定,可应用于多路数字信号通信的实验教学。

基于嵌入式系统的CMMB数据的接收及解复用

提出了一种CMMB移动多媒体广播数据的接收方案,并对复用帧数据进行了解析。系统以三星的S3C6410微处理器为核心搭建硬件平台,以嵌入式Linux作为软件平台,CMMB接收模块采用IF206芯片。描述了硬件及软件系统的设计方案,最后实现了CMMB数据的接收和解复用处理。