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欧宝ob官网:塑料光纤通讯中基带升余弦滤波器的FPGA完毕

 发布时间:2022-05-07 11:56:41 来源:OB欧宝体育 作者:ob欧宝体育pp下载

  塑料光纤(POF)拥有柔弱性好、易于衔尾等益处,正在短隔绝通讯中获得通常侧重,继其正在汽车内部收集的告成操纵之后,室内通讯收集将是塑料光纤通讯的下一个强壮商场[1-3]。但塑料光纤因为芯径粗,形式色散大,形成信号波形经传输后失真大,高速度传输时码间作对重要。奈奎斯特(Nyquist) 第一标准告诉咱们:假若信号经传输后统统波形爆发了转移,但只须其特定点的抽样值连结稳定,那么用再次抽样的步骤,依然能够正确无误地收收复始信号。按照这一标准,假若正在发送前,采用奈奎斯特FIR滤波器将数字基带信号举行成形滤波,压缩旁瓣,就能够大大减幼码间作对的影响,从而低重误码率。所以,滤波器的打算正在塑料光纤通讯体系中占领厉重的位子,它的机能将直接影响统统通讯体系的机能目标。

  目前FIR滤波器的达成步骤要紧有3种:单片通用数字滤波器集成电途、DSP器件和可编程逻辑器件。单片通用数字滤波器操纵容易,但因为字长和阶数的规格较少,不行全部餍足现实必要。操纵DSP器件达成固然粗略,但因为序次挨次践诺,践诺速率较慢,正在某些及时性央浼高的局面中受到束缚。可编程逻辑门阵列(FPGA)有着规整的内部逻辑阵列和足够的连线资源,采用的是硬件并行算法,希奇适合于及时通讯央浼高的局面[4,5]。塑料光纤数字基带传输体系的标的是达成100 Mb/s以上的传输速度,成型滤波器的做事频率较高,而FPGA的本钱不停低重,于是用FPGA来打算塑料光纤通讯成型滤波用拥有清楚的上风。

  餍足奈奎斯特第一标准的滤波器有无尽多种,最常用的是升余弦滚降滤波器。升余弦滚降滤波器的时域表达式为:

  式中,01为滚降系数,Ts为码元宽度。可见升余弦滚降滤波器是一个无尽阶数的系数对称滤波器。为了也许正在硬件电途上达成,必需截取个中一片面阶数。

  因为现实打算中只可采用有限阶数有限精度滤波器,所以打算的滤波器频率反映与理思频率反映之间存正在偏差。为了减幼偏差,必要对滤波器举行优化。量度偏差的模范有两种:一种是最大偏差最幼化标准,即是使滤波器频率反映正在必然的频率畛域内与表面滤波器频率反映比拟最大偏差最幼;另一种是最幼均方偏差标准,即是使滤波器的频率反映与表面滤波器频率反映比拟偏差的均方值最幼。本文采用了最幼均方偏差优化的标准,对升余弦滤波器的系数举行优化。

  Matlab的freqz函数也许容易地谋略滤波器的频谱,可用于滤波器的优化。其进程是:采取一对对称的系数,减少或削减一个量化的最幼单元(8位二进造量化最幼单元是1/128);假若系数转换后频谱偏差削减就采用转换后的系数,不然连结向来的系数;采取新的一对系数,反复上面的进程,从来调解到偏差不行再减幼为止。比方取滚降系数a=0.22,取样频率为4,FIR滤波器的有限长度N为23,能够获得其幅度和相位反映如图1(a)所示,相应的滤波系数如图1(b)所示。

  分散式算法DA(Distributed Arithmetic)是一种以达成乘累加为宗旨的运算步骤。对待FIR滤波器的输出y(n)能够看作是滤波系数(即单元抨击反映)与输入信号x(n)的卷积和,其表达式为:

  式中xb(n-i)透露x(n-i)的第b位,将式(3)代入式(2)中,可得FIR滤波器的分散式算法DA表达式:

  式(4)中方括号的乘累加正在DA中愚弄查找表LUT来达成,查找表的地点矢量xb=[xb(K-1)xb(0)],即查找表的地点有K个输入信号的同位权位构成。假若滤波器的系数为B位,则一个DA查找表周围为2N×B bit。能够看到抽头系数N过。

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