基于FPGA的自适应均衡器的研究与设计
基于FPGA的延时块LMS均衡器的设计与实现
基于FPGA的延时块LMS均衡器的设计与实现
裴亮锋;陈自力
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2013(21)1
【摘要】码间干扰是影响无人机数据链高速传输的重要因素之一；为了减小码间干扰对数据链的影响,提高数据链的通信速度,文章在LMS算法的基础上,分析并设计具有并行处理功能的延时块LMS均衡器,利用verilog HDL完成了该算法在FPGA上的实现；仿真结果表明均衡器能有效地减少数据链中的码间干扰,通信速度提高一倍,这为以后研究设计更高速均衡器打下了基础.
【总页数】4页(P184-187)
【作者】裴亮锋;陈自力
【作者单位】军械工程学院,石家庄 050003;军械工程学院,石家庄 050003
【正文语种】中文
【中图分类】TP302
【相关文献】
1.采用FPGA实现基于LMS算法的自适应均衡器的设计研究 [J], 金健;陈涛
2.基于FPGA的分数间隔预测判决反馈均衡器的设计与实现 [J], 霍亚娟;葛临东;王彬
3.基于DDLMS算法的信道均衡器的FPGA实现 [J], 白勇博;陈自力;祁栋升
4.基于FPGA的数字音响均衡器的设计与实现 [J], 宋庆恒;周滔顺;殷富有
5.基于FPGA的FSE-CMA盲均衡器设计与实现 [J], 郭业才; 李峰; 万逸儒; 胡峥
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基于FPGA的自适应滤波器的设计
摘要自适应滤波器是统计信号处理的一个重要组成部分。
在现代滤波处理技术中，自适应滤波器的处理效果尤为突出。
在众多滤波器中，特别是在一些对信号处理的实时性要求比较高，体积功耗有严格限制的场合,使用FPGA硬件实现的数字滤波器更为广泛。
本论文从自适应滤波器研究的重要意义入手，介绍了线性自适应滤波器的算法，对几种基于最小均方误差准则或最小平方误差准则的自适应滤波器算法进行研究，就滤波器的基本原理及设计方法做了简单的介绍，最终设计基于FPGA的LMS算法设计复数自适应滤波器，对设计方法进行叙述,并以VHDL语言编写程序进行仿真测试。
关键词：自适应滤波器；FPGA；自适应算法LMS；有限冲激响应滤波器FPGA-based design of adaptive filterStudent:TAN xx Teacher:CHEN xxAbstract：Adaptive filter is a statistical signal processing as an important component. Processing technology in the modern filter, the adaptive filter, particularly in the treatment effect. Among the filters, especially in some of the real-time signal processing requirements of higher power, there are strict restrictions on the size of the occasion, the use of FPGA hardware to achieve a wider range of digital filters.In this paper, adaptive filter from the importance of research to start to introduce the linear adaptive filter algorithm, based on several criteria MMSE or least square error criteria for the study of adaptive filter algorithm, it filters The basic principle and design method of a brief introduction, the final design of FPGA-based design of complex LMS adaptive filter algorithm, the design methods described, and VHDL languages in maxplus simulation test platform.Keywords: adaptive filter；FPGA；LMS adaptive algorithm；finite impulse response filter目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 引言 (1)2 自适应算法研究及分析 (1)2.1 自适应滤波基本概念 (1)2.2 变步长自适应滤波算法 (2)2.3 仿射投影算法 (3)2.4 RLS自适应滤波算法 (3)2.5 LMS算法及其推广 (3)2.6小结 (6)3 滤波器原理介绍 (7)3.1 自适应滤波器原理 (7)3.2 本文滤波器的工作原理 (8)4 基于FPGA的自适应滤波器的设计 (11)4.1 基本设计方法 (11)4.2 设计流程 (12)4.2.1 设计准备 (13)4.2.2 设计输入 (13)4.2.3 功能仿真 (14)4.2.4 设计处理 (14)4.2.5 时序仿真 (14)4.2.6 器件编程测试 (14)4.3 自适应滤波器设计 (15)4.3.1 自适应滤波器结构 (16)4.3.2 复数滤波器设计与实现 (18)4.3.3 基本设计准备 (19)4.3.4 复数自适应滤波器设计防真 (22)4.4小结 (24)5 结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)1 绪论1.1 引言随着信号处理技术的不断发展，对信号处理速度的要求也不断提高。
基于FPGA自适应均衡器的研究与实现的开题报告
基于FPGA自适应均衡器的研究与实现的开题报告一、研究背景及意义自适应均衡器（Adaptive Equalizer）是数字通信领域中的重要技术之一，能够对接收信号的失真进行补偿，从而提高系统的抗干扰能力和传输性能。
较早期的自适应均衡器是基于DSP处理器或者纯软件实现的，但是这种实现方式存在处理速度慢、功耗较大等问题。
而基于FPGA实现自适应均衡器可以有效解决这些问题，具有处理速度快、硬件可重构、可实现并行处理等优点，因此也成为了近年来广泛应用的实现方式。
本文将会探讨如何基于FPGA实现自适应均衡器，并研究不同均衡算法的优缺点，比较它们在不同信道环境下的性能差异。
研究结果将有助于提高数字通信系统的稳定性和性能表现，对智能终端、移动通信网络等领域具有一定的应用价值和市场前景。
二、研究内容及方法1.研究内容本研究将围绕如下的研究内容展开：（1）自适应均衡器的基本原理及各种均衡算法的模型推导和性能分析。
（2）基于FPGA的自适应均衡器系统的设计和实现，包括硬件电路系统的搭建和算法模块的软件设计。
（3）针对均衡器在不同信道环境下的性能差异进行实验和数据分析，比较不同算法性能的差异。
2.研究方法本研究将采用如下方法进行：（1）文献调研和理论分析：对自适应均衡器和各种均衡算法进行综述和调研，比较它们的优缺点，找出其中适合用于FPGA实现的算法。
（2）硬件电路设计：建立自适应均衡器硬件电路，包括模拟信号采集模块、ADC模块、FPGA模块、DAC模块和模拟输出模块等。
（3）算法模块设计：在FPGA中实现各种自适应均衡算法，比较它们在不同信道环境下的性能表现。
（4）实验和数据分析：利用仿真软件和实际硬件平台，对自适应均衡器在不同信道环境下的性能进行测试和分析，比较各种算法的性能差异。
三、预期成果1.硬件电路设计和实现自适应均衡器，测试其在不同信道环境下的性能表现。
2.实现自适应均衡器中的各个算法模块，比较它们的性能差异，找出适合实际应用的算法。
基于FPGA和符号L MS算法的自适应均衡器设计
基于FPGA和符号L MS算法的自适应均衡器设计邱陈辉;李锋;徐祖强【期刊名称】《计算机工程与设计》【年(卷),期】2014(000)007【摘要】To adaptively equalize the transmission channel of communication system,the adaptive equalizer based on field pro-grammable gate array (FPGA)was used in this system.Signum-LMS algorithm was proposed on the basis of standard least mean square (LMS)algorithm.It decreased the consumption of FPGA hardware resource by reducing the number of multiplica-tions in the adaptive equalization.MATLAB software simulation proved the feasibility and effectiveness of this scheme.Quartus II and ModelSim hardware simulations verified that the adaptive equalizer utilizing the signum-LMS algorithm had superiority in the consumption of FPGA hardware resource.%为了对通信系统的传输信道进行自适应均衡处理，在通信系统中加入了基于现场可编程门阵列（FPGA）的自适应均衡器。
在标准最小均方（LMS）算法的基础上，提出了符号LMS算法。
该算法通过降低自适应均衡过程中的乘法运算次数来减少该自适应均衡器所消耗的FPGA硬件资源。
基于FPGA自平衡控制器的设计
基于FPGA自平衡控制器的设计查长礼;王陈宁【期刊名称】《安庆师范学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(018)003【摘要】Aimming at the rotary encoder angle measurement and control of stepper motor characteristic,we introduce one kind of the core component based on the FPGA by using VHDL hardware description language in the FPGA to achieve the rotary encoder frequency, direction discrimination, counting function, rotary eneoder for angle sensor and stepper motor as the driving self bal- ance controller design method. The whole system is correct by using Quartus programming software simulation analysis, and its op- eration is stable and accurate by measure through the hardware experiment platform authentication system.%针对旋转编码器角度测量与步进电机控制的特点,介绍了一种基于FPGA为核心器件,运用VHDL硬件描述语言在FPGA中实现旋转编码器倍频、辨向、计数的功能,旋转编码器为角度传感器以及步进电机为驱动的自平衡控制器设计的方法。
整个系统利用Quartus编程软件仿真分析正确,硬件实验平台验证该系统运行稳定、测量准确。
基于FPGA的自适应均衡器设计与实现
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｏｎ ｔ ｅ ｂ ｓｓ ｏ ｉ ｌ ｔ ｎ ｏ ｈ ａ ｉ ｆｓｍｕ ａ ｉ ｆ ｏ ＬＭ Ｓ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｎ Ｍ ＡＴＬＡＢ ｐ ａ ｆ ｒ ，ｔ ｅｈ ｒ ｗａ ｅ ｉ ｌｍ ｅ — ｌｏ ｉ ｈ ｏ ｌｔｏ ｍ ｈ ａ ｄ ｒ ｍｐ ｅ ｎ
一
横 向 自适应 滤 波 器 ， 过仿 真测 试 ， 通 以检 验设 计 的 效果 。
Ｌ ＭＳ算 法
１１ Ｌ ． ＭＳ算 法原 理 文 献 ［ ］ 出 的 最 小 均 方 算 法 （ ＭＳ Ｌ ａｔ ２提 Ｌ ， ｅｓ Ｍｅ ｎＳ ｕ ｒ ） 原理 简单 、 算高 速度快 、 ａ ｑ ａｅ ， 运 广泛应用
误差调整模块先根据期望响应信号dt和滤波器输出值弘求得输出误差值再将输出误差与迭代步长的2倍相乘得到中间变量2卢缸为权向量的迭代提供调整后的误差数据该逻辑单元主要进行减法计算和乘法运算
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第２ 卷 ７
第 ４期
安徽理 工 大学 学报 （ 自然 科 学版 ）
ｔ ｔ ｎ ｏ ａ ｉ ｆＬＭ Ｓ ａｇ ｒｔ ｍ ｓｂ ｓｎ ａ ｄ ｒ ｅ ｃｉ ｔ ｎ ｌｎ ｕ ｇ ｏቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ｌ ｏ ｉｈ ｉ ｙ ｕ ｉ ｇ ｈ ｒ ｗａ ｅｄ ｓｒｐ ｉ ａ ｇ ａ ｅ ＶＨＤＬ ａ ｄ ＦＰ ｏ ｎ ＧＡ． Ｔｈ ｅ ｉｎ ｏ ｅ ｄ ｓｇ ｆ
数字通 信系统 中 ， 信道不 可能 完全 满足无 失 真
传输 条件 ， 信号 受到 码 间 串扰 （Ｓ ） 加性 干 扰 ， Ｉ Ｉ和 在 接收端 产生误 码 。因此 ， 需要 对 整个通 信系统 进行 均衡 ， 使信道接 近 理想情 况 。 自适 应均 衡器是 自适 应滤 波技术 在数字 通 信领域 一个典 型应 用 ， 主要 是
基于FPGA的均衡器的设计开题报告
07级毕业论文开题报告学院专业毕业论文题目学生姓名班级指导教师日期年月日论文题目：基于FPGA的均衡器的设计一、选题的依据及课题的意义FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
FPGA的基本特点1）采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路)，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。
2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。
3）FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。
4）FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。
5) FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。
可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。
FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM 进行编程。
用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。
加电时，FPGA 芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。
掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。
FPGA 的编程无须专用的FPGA编辑器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。
当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。
这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。
因此，FPGA的使用非常灵活。
在移动通信和高速无线数据通信中，多径效应和信道带宽的有限性以及信道特性的不完善性导致数据传输时不可避免的产生码间干扰，成为影响通信质量的主要因素，而信道的均衡技术可以消除码间干扰和噪声，并减少误码率。
其中判决反馈均衡器（DFE）是一种非常有效且应用广泛得对付多径干扰得措施。
基于FPGA的LMS自适应滤波器设计
基于FPGA的LMS自适应滤波器设计陈楠楠1张怀亮2陈亮3（1.上海沪东中华造船集团有限公司军事代表室，上海 200129；2. 海军装备部，北京100841；3. 海军工程大学船舶与动力学院，武汉430033）摘要: 基于FPGA的自适应滤波器设计是自适应信号处理技术用于工程实践的重要基础。
本文在分析最小均方误差（LMS）算法的基础上，详细讨论了LMS算法实现的数制和时序，给出了一种自适应滤波器的FPGA 设计方案。
仿真结果表明，该方案十分有效，现已成功应用于实际的数字信号处理系统。
关键词: LMS算法 自适应滤波器 FPGA中图分类号：TP393.08 TN713.8 文献标识码：A 文章编号：1003-4862 (2009) 10-0039-04 Design Method of LMS Adaptive Filter Based on FPGAChen Nannan1, Zhang Huailiang2, Chen Liang3（1. Hudongzhonghua Shipbuilding （group）Co., Ltd., Shanghai 200129, China; 2. Office of NED, Beijing 100841, China;3. Navy University of Engineering, Wuhan 430033, China）Abstract: The design method of adaptive filter based on FPGA is very important for the implementation of adaptive signal processing system. In this paper, a FPGA implementation scheme of a LMS adaptive filter is presented in detail. The results of computer simulation show that the scheme is available. Now this scheme has already been used in the real digital signal processing system successfully.Key words: LMS algorithm; adaptive filter; FPGA1 引言随着自适应算法在数字信号处理领域中应用的不断深入，其运算量大、难以高速实时实现的问题越来越引起大家的重视。
自适应均衡器的设计与仿真毕业设计论文
毕业设计（论文）自适应均衡器的设计与仿真摘要在移动通信领域中，码间干扰始终是影响通信质量的主要因素之一。
为了提高通信质量，减少码间干扰，在接收端通常采用均衡技术抵消信道的影响。
由于信道响应是随着时间变化的，通常采用自适应均衡器。
自适应均衡器能够自动的调节系数从而跟踪信道，成为通信系统中一项关键的技术。
本篇论文在对无线通信信道进行研究的基础上，阐述了信道产生码间干扰的原因以及无码间干扰的条件，介绍了奈奎斯特第一准则和时域均衡的原理。
深入研究了均衡器的结构和自适应算法，在均衡器的结构中主要介绍了4种自适应均衡器结构即线性横向均衡器、线性格型均衡器、判决反馈均衡器和分数间隔均衡器，并对这几种结构进行了比较。
对于系数调整算法主要介绍了常用的几种算法，包括LMS算法、RLS算法以及盲均衡常用的恒模算法(CMA)，并讨论了它们各自的优缺点。
最后选用线性横向均衡器结构与上述3种系数调整算法，利用MATLAB进行仿真，并对结果进行分析与比较。
关键字：自适应均衡器，LMS，RLS，CMA ，MATLABAbstractIn the field of mobile communications, the inter-symbol interferences (ISI) is always one of the primary factor which effects transmission. Adaptive equalization is mainly solution of dealing with ISI. Equalizers are often used to combat the influence of channels for improving communication’s quality and decreasing ISI in receivers. Sometimes, channel response varies due to time, the adaptive equalizer is always necessary. Equalizer coefficients can be automatically adjusted to track the channel as a key communication system technology.On the basis of studying on wireless communication channel, this paper discusses the reasons of resulting inter-symbol interference (ISI) and without conditions, introduces Nyquist first rule and the theory of adaptive equalizers. The equalizer structures and the adaptive algorithm are particularly studied in this paper. Mainly introducing and comparing four adaptive equalizer structures, such as linear horizontal equalizer, line personality type equalizer, decision feedback equalizer, fractionally spaced equalizers. Then we research the algorithms of the adaptive equalizer which are often used, including LMS, RLS, CMA, and discuss their respective advantages and disadvantages. Finally, we choose different adaptive equalizer structures and algorithms, and use the MATALB tool to simulate, at the end of this paper we analyze and compare the results.Keywords: adaptive equalizer, LMS, RLS, CAM, MATLAB目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2国内(外)研究现状 (1)1.3论文研究的内容及主要工作 (2)第二章信道、码间干扰及均衡技术 (3)2.1信道 (3)2.1.1 恒参信道 (4)2.1.2 变参信道 (4)2.2通信信道模型 (6)2.3码间干扰 (7)2.4自适应均衡的原理与特点 (10)2.5本章小结 (11)第三章均衡器结构 (12)3.1自适应均衡简介 (12)3.2均衡器的分类 (12)3.3线性横向均衡器结构(LTE) (13)3.4线性格型均衡器(LLE) (14)3.5判决反馈均衡器(DFE) (15)3.6分数间隔均衡器(FSE) (17)3.7本章总结 (21)第四章自适应均衡算法的理论基础 (22)4.1最小均衡误差算法(LMS) (22)4.2递归最小二乘算法(RLS) (25)4.3盲均衡算法 (27)4.4本章小结 (30)第五章均衡器的仿真与实现 (31)5.1采用线性横向均衡器与LMS算法 (31)5.2采用线性横向均衡器与RLS算法 (31)5.3利用恒模算法和线性横向均衡器 (32)总结 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录 (38)第一章绪论1.1引言通常信道特性是一个复杂的函数，它可能包括各种线性失真、非线性失真、交调失真、衰落等。
基于FPGA的数字幅频均衡器设计
术
第 ３ ３卷 第 １ Ｏ期
２１ ０ ０年 １ Ｏ月
ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩ Ｍ ＥＡＳ Ｃ ＵＲＥＭ ＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ
基 于 Ｆ ＧＡ 的 数 字 幅 频 均 衡 器 设 计 ＊ Ｐ
丁 昊 宋 杰 王 国庆 关 键
（ 军航 空 工程 学 院信 息 融 合 技 术 研 究 所 烟 台 ２ ４ ０ ） 海 ６ ０ １
用 性好 等 优 点 ， 以实 现 对 传 输 系 统 的 理想 均 衡 。 可 关 键 词 ：数 字 幅频 均 衡 ； Ｐ Ｆ ＧＡ； Ｉ 滤 波器 ；Ｐ核 ＦＲ Ｉ 中 图分 类 号 ：ＴＰ ５ ９７ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｉ ｉａ ｑ ａ ｉ ｅ ａ ｅ ｎ ＦＰＧＡ ｖ ｃ ｓ ｓ ｇ ｆ ｄ ｇ ｔ ｌｅ ｕ ｌｚ ｒ ｂ ｓ ｄ ｏ ｄｅ ｉ ｅ
Ｄｉｇ Ｈａ Ｓ ｎ ｉ Ｗ ａ ｇ Ｇｕ ｑｎ Ｇｕ ｎＪａ ｎ ｏ ｏ ｇＪｅ ｎ ｏ ｉｇ ａ ｉｎ
（ ｓａ ｃ ｎ ｔｔ ｔ ｆＩ ｆｒ ｔｏ ｓｏ Ｒｅ ｅ ｒ ｈＩ ｓｉｕ ｅｏ ｎｏ ｍａ ｉｎ Ｆｕ ｉｎ，Ｎａ ａ ｒ ｎ ｕ ｉａ ｎ ｔｏ ｕ ｉａ ｉｅ ｓｔ ，Ｙａ ａ ６ ０ ） ｖ ｌＡｅｏ ａ ｔｃｌａ ｄ Ａｓｒｎａ ｔｃ ｌＵｎｖ ｒｉｙ ｎｔｉ ４ ０１ ２
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｗ ｎｄ ｏ ｉ ｉａｌｅ ａ ｉ ｅ ｓ ｄｅ ｉ ｓ ｒ ｃ ： ｎｅ ｋｉ ｆ ｄ ｇ ｔ ｑｕ ｌｚ ｒ ｉ ｓ ｇｎｅ ｎ ｔ ｓ ｐ ｐｅ ，ｗ ｈ ｃ ｄ ｉ ｈｉ ａ ｒ ｉ ｈ ｗｏｒ ｉｈ ＦＰＧ Ａ ｓ ｃ ｒ ｖｉ ｅ ｋｓ ｗ ｔ ａ ｏ ｅ ｄｅ ｃ ．Ｔ ｈｉ ｙ ｔ ｍ ｓｓ ｓ ｅ
ｒ ａ ｏ ａ ｌ ａ ａ ｔ ｒ ｏ ａ ｈ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｔ ｈ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｏ ｔ ｒ ａ ｌｄ Ｆ ｌ ｒ Ｓ ｌ ｔ ｎ ，ａ ｄ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｆ ｒｅ ｃ ｏ ｏ ｅ ｔ ｉ ｈ ｅ ｗｏ ｋ ｗｉ ｔ ｅ ａ ｐ ｉ ｔ ｆ ｓ ｆｗａ ｅ ｃ ｌ ｉ ｅ ｏ ｕ ｉ ｓ ｎ ｈ ｃ ｏ ｅ ｔ ｏ ｔ ｅ ｒ ｕ ｔ ｍｐ ｉ ｄ －ｒ ｑ ｅ ｃ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｈ ｎ ｗｏ ｋ ｏ ｔ ｉ ａ ｌ ｕ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ．Ｆｉ ｕ ｅ ｏ ｔ ｔ ｅ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｏ ｈ ｔｈ ｄ ｅ ｕ ｌ ａ ｉ ｎ ｓ ｓ ｅ ， ｓ ｔ ｇ ｒ ｕ ｈ ａ ａ ｔ ｒ ｆ ｔ ｅ ｍａ ｃ ｅ ｑ ａｉ ｔ ｙ ｔ ｍ ｚ ｏ
基于FPGA的自适应直方图均衡算法的研究与实现
基于FPGA的自适应直方图均衡算法的研究与实现贺聪; 胡乃瑞; 李玉峰【期刊名称】《《电子设计工程》》【年(卷),期】2019(027)021【总页数】4页(P186-189)【关键词】FPGA; 直方图均衡; 图像增强; 线性插值【作者】贺聪; 胡乃瑞; 李玉峰【作者单位】沈阳航空航天大学电子信息工程学院辽宁沈阳110136【正文语种】中文【中图分类】TN407微光夜视仪在图像获取时，光照不均匀和环境噪声等因素往往会影响最终的图像质量。
必要的图像增强处理有利于改善图像显示效果[1]。
直方图均衡作为图像增强处理的基础算法，原理简单，技术成熟，并且能显著提高照明不足的图像质量[2-3]。
传统直方图均衡法基于一定的假设条件进行图像灰度的重新计算，可以得到总体灰度分布接近均匀的直方图[4-6]。
AHE通过调整局部对比度对图像具有显著的增强效果[7-9]。
文中基于Altera公司的Cyclone V系列FPGA完成图像增强平台的搭建，将CLAHE算法并行化处理。
1 对比度有限的自适应直方图均衡（CLAHE）CLAHE在医学领域的应用较为成熟，且图像增强效果显著，其原理是通过有限度的调整图像局部对比度来增强有效信号和抑制噪声信号。
CLAHE算法首先求解各个区域的直方图；然后基于期望阈值获得相应的裁剪限幅；接着按照灰度数不超过裁剪限幅的原则对灰度进行重新分配，将裁剪掉的部分均匀的分布到各个灰度级上；最后对图像灰度进行重新统计，计算直方图的累积分布函数（CDF）[10-11]。
CLAHE算法求解主要包括计算直方图、CDF及其变换函数。
为了减少图像处理时CLAHE算法的计算次数，通常对图像进行划分区域处理，使用插值算法求解部分像素。
为了不影响图像精度，图像所划区域不能太大。
为表述方便，假设图像像素为64×64，如图1所示，图像被等分为8×8个不重叠的区域，每个区域共有8×8个像素。
基于FPGA自平衡控制器的设计
ｉ
蠢 …
… 。 … 。
…
钟信号 ，ｉ ｉ［．０ 输入端 口接辨 向信号 Ｚ ＤＲ ｄ ＿ １．］ ｒｎ — Ｉ— ＳＧ和 Ｆ Ｄ Ｒ ＳＧ，ｎ— ａ ｅ ７ ． 输 入端 口接 可 Ｉ Ｉ — Ｉ ｃｔｖｌ ［ ．０］ ｕ 逆计 数 器输 出端 口 Ｃ Ｔ Ｏ Ｔ［ ．０ 。 四相 八 拍 步 Ｎ — Ｕ ７ ．］
０ 引 言
近几年 ， 随着 电力电子技术的发展和科技产品创新设计的市场需求 ， 自平衡技术被广泛应用于高新
技术与创新性产品的研发 ， 自 如 平衡机器人 、 平衡电动车等 ， 自 通常这类技术均采用专用高精度测量传 感器 来 进行 角度 、 速度 等参 量 的采 集 ， 虽然控 制性 能 良好 ， 成本 较高 ， 但 不适 合广 泛推 广 。本文介 绍 了一
即 每个脉 冲表示 旋转 ０３ 。为 了提 高旋 转编 码器 的测 量精度 ， ．６ ， 需要利 用 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ对 Ａ， 脉 冲信 号进 行 Ｂ相 四倍 频处 理 ， 即由原来 的每 个 脉 冲表 示 旋转 ０ ３ 。 为 每 个 脉 冲表 示 旋转 ０ ０ 。从 而 实现 提 高 自平 衡 ．６变 ．９ ， 控制 器 的控制 精度 ；Ｐ Ａ实 时采 集旋 转编 码器 的 Ａ， 输 出信 号 进 行辨 向、 频 、 ＦＧ Ｂ相 倍 计数 产 生 驱 动 自平 衡 调 节板 的 方 向、 角度 等参 量信 息 。 Ｌ９ ２８驱 动 电路 和 四相 八 拍 步 进 电机 构成 自平 衡 控制 器 的执 行机 构 ， 中 Ｌ９ 其 ２ ８驱动 电路 是 为步进
—
期 中 ｚ ＰＳ或 Ｆ Ｐ Ｓ分别 有 ４个脉 冲 ， 四倍频 。 ＿Ｌ ＿Ｌ 即
可逆计数器实现一次加计数 ， 一个周期 内实现四次加计数 ； 同理 ， Ｂ相超前 Ａ相 ９ 。则在一个周期内 当 ０， 两相信号也共有 四次相对变化 ， ０ １一１— ０ ， 即 ｌ ｌ ０ — １按此变化规律即表示反转 ， 且每发生一次变化 可逆 计 数器 实现 一 次减计 数 ， 一个周 期 内实 现 四次 减计数 。通 过上 述方 法 即可实现 辨 向 、 四倍频及 可逆
基于fpga的fse-cma盲均衡器设计与实现
中图分类号： TN 911． 7
文献标志码： A
文章编号： 1006 － 7167（ 2019） 10 － 0093 － 0 of FSE-CMA Blind Equalizer Based on FPGA
GUO Yecai1，2 ， LI Feng1 ， WAN Yiru1 ， HU Zheng1 （ 1． College of Electronic and Information Engineering，Nanjing University of Information Science and
衡器的总体框架，设计了硬件电路。以 1 ～ 20 MHz 的 DPSK 信号为输入信号，设计
了数字下变频模块和信号解调模块。改进了 FSE-CMA 的滤波器结构，设计了硬件
实现组成模块及抽头系数更新过程。搭建了硬件测试平台并进行级联了测试与
验证。
关键词： 数字下变频； DPSK 解调； 滤波器结构改进； 分数间隔均衡器
94
第 38 卷
衡器硬件实现成本高、占用逻辑资源多，难以用 FPGA 直接进行硬件实现［6］。为了克服所述不足，设计一款 具有信号解调功能的盲均衡器硬件实现方法是十分必 要的。
0引言
近年来，随着无线通信技术的快速发展，盲自适应 均衡器的 设 计 与 实 现 研 究 成 为 重 点 关 注 的 课 题［1］。
收稿日期： 2018-10-19 基金项目： 国家自然科学基金（ 61673222，61371131 ） ，江苏省高校 自然科学研究重大项目（ 13KJA510001 ） ； 江苏高校品牌专业建设项目 （ PPZY2015B134） ； 江苏省教育教学改革项目（ 2017JSJG168） 作者简介： 郭业才（ 1962 － ） ，男，安徽安庆人，博士，教授，博导，主 要研究方向： 通信信号处理、水声信号处理，等。 Tel． ： 18861510036； E-mail： guo-yecai@ 163． com
基于FPGA的自适应信号处理系统设计
基于FPGA的自适应信号处理系统设计FPGA 这玩意儿，对于很多人来说可能听着就有点晕乎，但其实它在自适应信号处理系统里可是个大宝贝！先来说说啥是自适应信号处理。
想象一下，你在一个特别吵闹的房间里打电话，声音忽大忽小，有时候还夹杂着各种杂音。
自适应信号处理就像是一个聪明的小助手，能自动调整声音，让你听得更清楚，把那些讨厌的杂音都去掉。
而 FPGA 呢，就像是一个超级灵活的魔法盒子。
它不像普通的芯片那样死板，而是可以根据我们的需要随时改变自己的功能。
我记得有一次，我在实验室里捣鼓这个基于 FPGA 的自适应信号处理系统。
那时候，我为了调试一个参数，熬了好几个大夜。
实验室里静悄悄的，只有我面前的仪器灯光闪烁，仿佛在跟我对话。
我眼睛紧紧盯着屏幕上的数据，手不停地在键盘上敲打着代码，心里那个着急啊，就盼着能快点找到那个关键的突破点。
好了，回到正题。
在设计这个系统的时候，首先得明确我们要处理啥样的信号。
是声音信号？图像信号？还是其他的？这就好比做菜前得知道要用啥食材。
然后呢，就是选择合适的算法。
这算法就像是做菜的菜谱，得选对了才能做出美味佳肴。
比如说，最小均方算法（LMS）就是个常见的选择，它简单实用，效果还不错。
接下来，就是在 FPGA 上实现这些算法啦。
这可不容易，得把算法变成硬件能够理解的语言，就像把我们的想法翻译成外星人能懂的话一样。
这时候，就得考验我们对 FPGA 内部结构的熟悉程度了。
比如说，要合理地分配资源，不能让某个部分占用太多，不然其他部分就没得玩了。
还得注意时序问题，就像一群人跳舞，得按照节奏来，不然就乱套了。
在设计过程中，优化也是非常重要的一环。
要让系统跑得更快，更省电，就像让汽车跑得又快又省油一样。
这时候，就得想办法减少不必要的计算，提高效率。
而且，还得考虑系统的可靠性。
万一出了点小毛病，系统得能自己恢复，不能说一下子就瘫痪了。
当系统终于设计完成，测试的那一刻，心里真是又紧张又期待。
FPGA在数字滤波器设计中的应用：线性自适应信道均衡算法研究
更新滤波器抽头系数矢
量w(n) w(n 1) (n)e*(n)x(n) 。
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线性自适应信道均衡算法研究
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四、自适应均衡算法与实现
➢最小均方（LMS）算法
图4.2 LMS算法仿真结果图
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线性自适应信道均衡算法研究
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最大似然序列估值均衡器（MLSE）
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线性自适应信道均衡算法研究
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三、均衡器的分类与结构
➢ 线性横向均衡器（LTE）
图3.2 线性横向均衡器结构图
判决前横向滤波器的输出为：
^
dk
N2
(cn* ) yk n
n N1
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线性自适应信道均衡算法研究
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线性自适应信道均衡算法研究
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一、绪论
✓本文所作的工作
为了抑制码间干扰或补偿信道失真，我们需要采用均 衡技术。实现均衡的算法有很多种，本课题中我们将研 究均衡技术中的几种算法，并对其进行仿真。
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线性自适应信道均衡算法研究
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一、绪论
✓引言
在无线通信中，由于多径效应影响产生码间干扰，使 接收信号产生误码，而通信协议要求发送方重新发送产 生误码的数据帧，从而影响无线通信信道中传输数据的 速率。自适应均衡技术能补偿由于信道引起的畸变，同 时有效的抗码间干扰，提高传输速率。
基于FPGA的自适应滤波器设计与实现
自适应滤波器是当今滤波器发展的前沿问题之一。自适应滤波器有广阔的应用前景,特别是在数字通信领域。自适应滤波器的研究工作主要包括两部分:自适应算法和硬件实现。
本文在大量文献调研的基础上,对自适应算法进行了综述、分类、总结和分析,选出了适合于FPGA硬件实现的自适应算法,即LMS自适应算法,并对该算法步长的选择、跟踪速度和稳态误差进行了分析和研究,为自适应滤波器的硬件实现打下了良好的理论基础,在MATLAB平台上,编写了自适应滤波器的点M文件,并进行了模拟仿真,得出了合理的结果。
16.王建新.蒋立平.吉训生.陈小梅基带成形滤波器的FPGA实现[期刊论文]-电讯技术 2001(5)
17.Jan K Proudler.John G McWhirter.Marc Moonen.Gerben Hekstra Formal Derivation of a Systolic Array for Recursive Least Squares Estimation 1996(03)
33.Godard D N Self-Recovering Equalization and Carrier Tracking in Two-Dimensional Data Communications Systems
34.Tong L.Xu G.Kailath T Blind Identification and Equalization Based on Second-Order Statistics 1994
2.期刊论文邓晓红.张家树.DENG Xiao-hong.ZHANG Jia-shu神经Chebyshev正交多项式均衡器及自适应算法-西
南交通大学学报2005,40(2)
《盲均衡算法及其FPGA实现的研究》范文
《盲均衡算法及其FPGA实现的研究》篇一一、引言随着数字信号处理技术的不断发展，盲均衡算法在通信系统中得到了广泛的应用。
盲均衡算法能够在不知道发送序列的情况下，通过接收到的信号进行自适应均衡，从而提高通信系统的性能。
然而，传统的盲均衡算法在实时性和复杂度方面存在一定的局限性。
为了解决这些问题，本文研究了盲均衡算法的原理和实现方法，并提出了基于FPGA的盲均衡算法实现方案。
二、盲均衡算法原理盲均衡算法是一种自适应均衡技术，它能够在不知道发送序列的情况下，通过接收到的信号进行自适应均衡。
该算法主要基于最小均方误差准则，通过不断调整均衡器的系数，使得输出信号与期望信号之间的均方误差最小。
盲均衡算法包括多种不同的实现方法，如基于决策导向的无约束最小二乘算法、基于频域的均衡算法等。
这些算法在不同的应用场景中具有不同的优势和适用性。
三、传统盲均衡算法的局限性虽然传统的盲均衡算法在通信系统中得到了一定的应用，但是它们在实时性和复杂度方面存在一定的局限性。
首先，传统的盲均衡算法通常需要较高的计算复杂度，导致处理速度较慢，难以满足实时性要求。
其次，传统的盲均衡算法在处理复杂信号时，可能会出现收敛速度慢、稳定性差等问题。
因此，需要研究一种具有更高处理速度和更好稳定性的盲均衡算法。
四、基于FPGA的盲均衡算法实现为了解决传统盲均衡算法的局限性，本文提出了基于FPGA 的盲均衡算法实现方案。
FPGA具有并行计算、高速处理和可定制化等优点，非常适合于实现复杂的数字信号处理算法。
在本文中，我们设计了一种基于FPGA的盲均衡算法硬件加速器，该加速器采用了并行计算和流水线设计等技术，大大提高了处理速度和稳定性。
具体而言，我们首先根据盲均衡算法的原理和需求，设计了相应的硬件电路和逻辑控制单元。
然后，我们利用FPGA的高速并行计算能力，实现了盲均衡算法中的各种运算和系数更新等操作。
通过优化硬件电路和逻辑控制单元的设计，我们使得整个硬件加速器具有较高的处理速度和稳定性。
基于FPGA的图像自适应加权均值滤波设计
0引言C MOS图像传感器相较于传统的C CD而言，具有更高的集成度，更灵活的图像捕获方式，更宽的动态范围，加上其低成本、低功耗的特点，越来越受到人们的重视并得到广泛的应用。
但是C MOS图像传感器在采集图像过程中由于暗电流和放大器偏差等原因导致其抗噪声能力较差，引起图像噪点增多，质量下降[1]，这会直接影响图像的后期处理工作。
为方便图像的后续处理，在图像采集过程中，对图像进行预处理是十分必要的。
1降噪方法高斯噪声是数字图像中最常见的噪声[2]，消除图像高斯噪声一般考虑使用均值滤波方法。
传统的邻域均值滤波法对高斯噪声可以起到抑制作用[2]，但是会引起图像边缘部分细节的丢失。
针对图像噪声与纹理边缘的相似性，文献[2]提出一种基于置信区间的自适应加权均值滤波方法。
该方法利用高斯噪声的正态分布特性，将灰度值处于置信区间内的像素点判断为噪声，能在滤除噪声的同时，保证图像边缘不受影响。
但该方法需要对噪声图像的灰度均值及噪声的标准差预先进行估计，实时性较差。
文献[3]提出一种基于灰度值相似度和空间邻近度的加权均值滤波算法，不仅考虑到滤波窗口中像素值的灰度值差异，也考虑到距离对中心像素点的影响，根据其两个参数局部邻域灰度因子和局部邻域空间因子，生成加权系数。
该方法相比于传统的高斯滤波方法有更好的去噪效果，但运算量较大，处理速度较慢。
文献[4]设计了一种基于极值点的加权均值滤波方法。
该方法可以根据图像的灰度值，自适应调整加权系数。
通过4个方向上的方差计算，可以确定滤波窗口与基于FPGA的图像自适应加权均值滤波设计*武昊男，储成群，任勇峰，焦新泉(中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原030051)摘要：针对C MOS图像传感器采集图像过程中的噪声预处理问题，提出一种在F PGA中实现的可配置的自适应加权均值滤波模块设计方案。
该模块通过检测滤波窗口内不同方向的方差来确定纹理方向，从而自动生成相应的加权系数，可以对宽度不超过4094像素的图像进行流水线式的加权均值滤波处理，达到去噪保边的目的。
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Ｕｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｍｕ ｈｉ ｐ ａ ｔ ｈ ｆ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｎ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｒ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｕ ｓ ｅ ｄ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ．
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（ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄＩ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ｏ ｈ ａ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ １ １ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｂ ｅ Ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｉ ｔ ｔ ｏ ａ ｃ ｃ ｏ ｍｍｏ ｄ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｗｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ
李路路 ，静大海
（ 河 海大 学 计 算 机 与信 息 学院 ，江 苏 南 京 ２ １ ０ ０ ０ ０） 摘要 ： 近 年 来 ， 自适 应 均衡 技 术 在 通 信 系统 中 的应 用 日益 广 泛 ，利 用 自适 应 均 衡 技 术 在 多径 环 境 中 可 以 有 效 地 提 高 数 字 接 收 机 的 性 能 。 为 了适 应 宽 带 数 字接 收机 的 高 速 率 特 点 ，本 文 阐述 了 自适 应 均 衡 器 的 原 理 并 对 其 进 行 改 进 。 最 后使用 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 芯 片和 Ｖ ｅ ｒ ｉ ｌ ｏ ｇ ＨＤ Ｌ设 计 实 现 了 自适 应 均衡 器 并仿 真 验 证 了新 方 法 的 有 效 性 。
ｄ （ 为期 望输 入信 号 ，ｅ （ 为误 差 ，其 中 为步 长 因子 ， 用 以控制 收 敛 速度 与 稳定 性 ， Ｌ Ｍ Ｓ算 法 收敛 的 条件 为 ：０ ＜ ｕ ＜ ｌ ／ ２ ｍ ａ ｘ ， ２ ｍ ａ ｘ 是 输 入 信 号 自相 关 矩 阵 的 最 大 特 征 值 。 式 （ ３）
第２ ２卷 第 ５期
Ｖ６ ． ２ ２
电子设 计工程
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ４年 ３月
Ｍａ Ｌ ２ ０１ ４
ＮＯ ． ５
基于 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 的 自适应均 衡器的研 究与设计
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ ； ｗｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｒ ； Ｆ Ｐ ＧＡ； Ｖｅ ｒ ｉ ｌ ｏ ｇ ＨＤＬ
信道均衡技术 （ Ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ）是 指 为 了 提 高 衰 落信 道 中 的通 信 系 统 的传 输 性 能 而采 取 的一 种 抗 衰 落措 施 。 它 主要 是 减 小 信道 的多 径 时延 带 来 的 码 问 串扰 （ Ｉ Ｓ Ｉ ）问题 。 其 原理 是 对 信 道 或 整个 传 输 系统 特 性 进行 补 偿 ，从而 达 到 系 统 传 输 的 要 求 Ⅲ。在 实 际 的 通信 系统 中 ，信 道 的特 性 是 未 知 的 并 且 是不 理 想 的 ，传 统 的均 衡 器 无 法满 足 系统 的 要 求 ， 自 适 应 均 衡器 直 接 从 传 输 的信 号 中 ，根 据某 种 算 法 不 断调 整 系
统 中滤 波器 的增 益 ，来适 应 信 道 的随 机变 化 ，从 而 有更 好 的
（ ） ＝ “ （ ） ¨ （ ） ｅ （ ， １ ） ＝ ｎ ） － ｙ （ ｎ ） ｗ （ ＋ １ ） ＝ ｗ （ ） ＋ ２ ｔ ｗ（ ｎ ） ｕ （ ｎ ）
（ １ ） （ ２） （ ３ ）
关 键 词 ： 自适 应均衡 器 ；宽 带数 字接 收机 ；Ｆ Ｐ Ｇ Ａ；Ｖ ｅ ｒ ｉ ｌ ｏ ｇＨ ＤＬ 中图分 类号 ：Ｔ Ｎ ９ ２ 文献标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ Ｏ １ ４ ） Ｏ ５ — ０ ０ ９ ２ — ０ ３
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎｄ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｅ ｑｕａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＦＰＧＡ
ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｒ ， Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｆ Ｐ ＧＡ ａ ｎ ｄ Ｖｅ ｒ ｉ ｌ ｏ ｇ ＨＤＬ ｔ ｏ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｙ ｉ ｔ ｓ ｖ ａ ｌ ｉ ｄ ｉ ｔ ｙ．