基于三角函数内插法的Gardner位定时同步环的FPGA实现

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FPGA实现信号延时的方法_2003

FPGA实现信号延时的方法_2003FPGA实现信号延时的方法_2003FPGA是一种灵活可编程的集成电路，可用于实现各种数字电路和信号处理算法。

信号延时是指在电路中引入一定的延迟时间，用于控制信号到达目的地的时间，从而满足电路设计的需求。

下面介绍几种FPGA实现信号延时的方法。

1.时钟分频时钟分频是一种常见的实现信号延时的方法。

FPGA中的时钟信号可以通过分频电路进行分频，从而获得不同的时钟周期。

通过改变时钟周期，可以实现信号的不同延时。

分频电路通常由计数器和比较器组成，计数器根据预设的分频比例进行计数，当计数达到比较器设置的值时，输出一个分频后的时钟信号。

2.时钟插入时钟插入是指在FPGA中的信号路径上插入一个或多个时钟周期的逻辑，从而实现信号延时。

时钟插入可以通过在输出信号路径上添加一定数量的锁存器来实现。

锁存器的输出与输入相连接，但输出会被延时几个时钟周期，从而实现信号延时。

3.存储器存储器是FPGA中常见的资源，可以用于实现信号延时。

存储器可以用来存储先前的信号值，并在需要时输出。

通过存储器进行信号延时可以实现非常精确的延时控制，因为存储器的读写速度可以和时钟信号同步。

4.线性反馈移位寄存器（LFSR）线性反馈移位寄存器是一种将输入按位左移，并根据设定的多项式进行异或运算的电路。

LFSR可以用于生成伪随机序列，也可以用于实现信号延时。

通过将LFSR的输出与输入信号进行异或运算，可以实现将输入信号向右移动一定的位数，从而实现信号延时。

总结起来，FPGA实现信号延时的方法有时钟分频、时钟插入、存储器和LFSR等。

这些方法可以根据实际应用的需求和设计的复杂度选择使用。

不同的延时方法有不同的适用场景和性能特点，需要综合考虑电路的性能需求、资源利用和延时精度等因素。

正弦内插算法的FPGA实现

正弦内插算法的FPGA实现
张海潮;王勇;邱攀攀
【期刊名称】《河南大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2014(44)1
【摘要】在设计实现数字存储示波器的过程当中,数字内插技术已经成为必须要掌握的重要技术之一.根据示波器的性能指标有效存储带宽,设计了一种基于正弦内插算法的数字内插方法.该数字内插方法中所有模块均利用Verilog语言在Altera的FPGA芯片EP3C25E144C8上得到了实现和验证.该正弦内插算法中增采样的实现不同于传统方法中的补零法,而是采用数据保持的方法.介绍了正弦内插算法的详细推导、插值核的优化方法以及FPGA的具体实现,最后给出了整个设计分别在Matlab和ModelSim-Altera 6.6d下的仿真结果.
【总页数】5页(P94-98)
【关键词】正弦内插算法;数字存储示波器;FPGA;Verilog;HDL
【作者】张海潮;王勇;邱攀攀
【作者单位】四川大学电子信息学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN713
【相关文献】
1.基于正弦内插的UM2000信号解码算法 [J], 贺广宇;范明
2.基于FPGA的内插定时恢复算法的实现 [J], 田克纯;徐艳
3.高速采样信号数字内插理论与正弦内插算法研究 [J], 林茂六;尹宝智;刘治宇
4.基于修正Rife算法的正弦波频率估计及FPGA实现 [J], 王旭东;刘渝;邓振淼
5.基于正弦反馈Logistic混沌映射的图像加密算法及其FPGA实现 [J], 李春彪;赵云楠;李雅宁;孔思晓
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一种改进的Gardner定时同步算法

一种改进的Gardner定时同步算法刘伟;姚远程;秦明伟【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2013(000)011【摘要】Aiming at the problem that the existing timing synchronization algorithm needs a long time acquisition, poor stability and high error rate, an improved Gardner synchronization algorithm is proposed. On the analysis of different interpolation filter, piecewise parabolic interpolation filter is used in synchronization structure. For QPSK signal, open-loop and closed-loop analysis is carried out respectively. Simulation result shows that compared with previous algorithms, the proposed synchronization method has 0.005 s shorter acquisition and then the mean square error is reduced. Moreover, the bit error rate is significantly reduced while signal to noise ratio is greater than 8 dB.%针对定时同步算法捕获时间长、稳定霆差和误码率高等问题，提出一种改进的Gardner定时同步算法。

分析不同插值滤波器对定时同步的影陞，并选用分段抛物陑插值滤波器。

基于FPGA的基带信号的位同步信号提取(附程序)【毕业设计论文】

xxxx学院毕业设计论文题目：基于单片机和FPGA的位同步信号提取专业班级：电子信息工程学生姓名：学号：完成日期：指导教师：评阅教师：2006 年6月湖南工程学院应用技术学院毕业设计(论文)诚信承诺书本人慎重承诺和声明：所撰写的《基于单片机和FPGA的位同步信号提取》是在指导老师的指导下自主完成，文中所有引文或引用数据、图表均已注解说明来源，本人愿意为由此引起的后果承担责任。

设计(论文)的研究成果归属学校所有。

学生(签名)年月日湖南工程学院应用技术学院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：基于单片机和FPGA的位同步信号提取姓名专业电子信息工程班级 0281 学号 16指导老师刘正青职称实验师教研室主任刘望军一、基本任务及要求：本课题是设计一具有通用性的输入信号的位同步提取系统，系统可以实现10HZ~1MHZ的信号同步。

使用单片机进行实时控制现场可编程逻辑门阵列FPGA完成位同步信号提取，通过理论和实验研究，完成硬件电路和软件设计并试制样机，要求完成：1、单片机实时控制FPGA，完成实时频率跟踪测量和自动锁相；2、在FPGA 内部，设计完成以下部分：A、全数字锁相环DPLL，主要包含：数控振荡器、鉴相器、可控模分频器B、LED动态扫描电路、FPGA和单片机的数字接口，以完成两者之间的数字传递3、设计辅助电路：键盘、LED；二、进度安排及完成时间：（1）第二周至第四周：查阅资料、撰写文献综述和开题报告；（2）第五周至第六周：毕业实习；（3）第六周至第七周：项目设计的总体框架：各个模块以及各个模块之间的关系确定，各个模块的方案选择与各个模块的所用主要器件的确定；（4）第八周至第十三周：各个模块的主要器件熟悉及相关知识的熟悉；各个模块的具体任务实现：硬件电路、软件编程；（5）第十四周至第十五周：系统的总体仿真与调试（6）第十六周至第十七周：撰写设计说明书；（7）第十八周：毕业设计答辩；目录摘要........................................................................................................ 错误！未定义书签。

基于FPGA的三角函数数字发生器设计

现的方法，随着可编程逻辑器件（ＰＦＧＡ）不断发的
关键词
数字信号发生器；现场可编程逻辑门阵列；直接数字频率合成技术
Ｔ３１Ｐ０
中图分类号
ＤｅｉｎｏｉｉａａｅＧｅｅａｏｏｉｏｏｅｒｃｓｇｆＤｇｔｌＷｖｎｒｔｒｆｒＴｒｇｎｍｔｉ
１引言
随着移动通信、无线传输和接人技术的快速发展，率合成技术在通信中的作用日益显著。它是频
影响发射机输出频谱纯度和接收灵敏度的重要原
作频率以及集成度都得到了极大的提高。同时，基
于ＦＧＡ的直接数字频率合成器件有着灵活的接Ｐ
摘要
系统而严格地论证与实现了一个基于ＦＧＡ与直接数字式频率合成技术的三角函数正弦数字信号发生器，Ｐ
首先介绍了无线通信系统中的重要作用，下来阐述了它的工作原理、统结构，Ｄ接系以及理论上的可行性与正确性，后给出了其实际设计过程、ＴＩ结构图与仿真波形测试结果。最Ｒ
ＫｙＷｏｒｓｄｇｔｌｗａｅｇｎｒｔｒｅｄｉｉｖｅｅａｏ，ＦＰａＧＡ，ｄｇｔｌｆｅｕｎｙｓｎｈｓｓｔｃｎｌｇｉｉａｒｑｅｃｙｔｅｉｅｈｏｏｙ
ＣｌｓｍｂｒＴＰ３］ａｓＮｕｅ０

同步定时

在接收端，为了正确恢复出发送端的符号信息，必须做到同步定时。

这里采用了基于Farrow 结构的内插滤波器，同时使用Garnder 的定时误差计算方法为内插滤波器提供插值相位。

1.定时同步算法内插恢复电路可以从采样序列中恢复出最佳采样点的值。

图1给出了基于内插滤波的定时同步结构框图。

图 1 定时同步结构图设带限连续信号x(t)，符号周期为T 。

在满足Nyquist 定理的条件下，以TS 为间隔采样得x(mTS)，通常T/TS 为无理数。

经内插恢复环路后，输出()i y kT ，其中Ti=T/K,K 为小整数。

对()i y kT 进行K 倍抽取，即得到与发送端符号同步的最佳采样值序列z(nT)。

内插恢复电路包括一个内插滤波器和内插滤波控制电路。

内插滤波器(Interpolator)从采样序列中恢复出最佳采样值，是整个定时同步技术的关键。

控制电路包括定时误差检测电路(TED)、环路滤波器(LPF)和数控振荡器(NCO)，向内插滤波器提供插值相位和插值输出时各个信号的权值。

下面简单介绍内插恢复电路的各个部分。

1.1 内插滤波器设内插滤波器冲激响应的连续行驶为()I h t ，采样信号()S x mT 经过内插器，输出()()()S I S my t x mT h t mT =-∑（1）再对()y t 以i T 为间隔采样得()i y kT ，则有()()()i S I i S my kT x mT h kT mT =-∑（2）由于i T 未知，利用一下定义：int[/]int[/]/i S k i S ki S k i kT T m m kT T kT T mμ=-⎧⎪=⎨⎪=-⎩（3）其中μk 为插值相位，满足μk ∈[0,1)，mk 为插值抽取的位置，将式(2)改写成()[()]()[()]i k k S k I k S my kT y m T x m i h i T μμ=+=-+∑（4）(4)式即定时同步内插的基本公式。

基于内插滤波器符号同步的实现

基于内插滤波器符号同步的实现陈卫东,孙栋,张华冲(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081)摘要:比较了同步采样和异步采样条件下符号同步实现方法的不同,在全数字接收机中需要采用内插方法来实现符号同步,内插滤波器是一种线性时变滤波器,在工程中可以采用多项式内插函数来近似,采用FARROW 结构实现。

在此基础上介绍了内插法符号同步环路的结构,组成单元,其中详细介绍了内插控制器和定时误差检测器的原理。

在AWGN 信道中针对QAM 64信号进行了仿真和实现,眼图和星座图恢复良好,该符号同步环路可以应用于侦察接收机的解调器中。

关键词:全数字接收机;内插滤波器;符号同步中图分类号:TN914.42 文献标识码:A 文章编号:1003-3114(2009)06-53-3Design of Symbol Synchronization Circuit Based on InterpolationC HE N Wei dong,SUN Dong,ZHANG Hua chong(The 54th Research Insti tute of CETC,Shijiazhuang Hebei 050081,China)Abstract :In traditional demodulator synchronization sampling is used.In all di g i tal recei ver based on the non synchronization samplin g timing recovery is achieved with the help of interpolator.Cubic interpolator,interpolation controller and Gardner Algoithm for symbol timing error detection are introduced in detail i n this paper.The performance of the design is well i n si mulation.The desi gn is implemented in XILINX FPGA and i t can be applied to demodulation for reconnaissance receiver.Key words:all digital receiver;interpolator;symbol synchronization收稿日期:2009-09-01作者简介:陈卫东(1968-),男,高级工程师。

一种改进的Gardner定时同步算法

［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｔｉｍｉｎｇｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｉｆｌｔｅｒ；ｔｉｍｉｎｇ－ｅｒｒｏｒｄｅｔｅｃｔｏｒ；Ｓ－ｃｕｒｖｅ；Ｇａｒｎｅｄｒａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ＱＰＳＫｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
ＡｎＩｍｐｒｏｖｅｄＧａｒｄｎｅｒＴｉｍｉｎｇＳｙｎｃｈｒ０ｎｉｚａｔｉ０ｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍ
ＬＩＵＷｅｉ，ＹＡＯＹｕａｎ－ｃｈｅｎｇ，ＱＩＮＭｉｎｇ — ｗｅｉ
文献标识码：Ａ
中田分类号：ＴＰ３０１．６
种改进的Ｇａｒｄｎｅｒ定时同步算法
刘伟，姚远程，秦明伟
（西南科技大学信息工程学院，四川绵阳６２１０１０）
摘
要：针对定时同步算法捕获时间长、稳定性差和误码率高等问题，提出一种改进的Ｇａｒｄｎｅｒ定时同步算法。分析不同插值滤波
ｅｒｒｏｒｒａｔｅ，ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄＧａｒｄｎｅｒｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｉｌｆｔｅｒ，ｐｉｅｃｅｗｉｓｅｐａｒａｂｏｌｉｃ

一种基于FPGA的高精度同步信号生成设计与实现

一种基于FPGA的高精度同步信号生成设计与实现
陈昱均;孙希延;纪元法
【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】针对特定通信系统中需要实现快速、高精度的时间同步需求，设计了一种基于 FPGA 同步信号生成的系统方案。

系统以C/A码码片为最小时间刻度，通过对信号中码片数计数输出秒脉冲信号，并在同源情况下，根据码相位累加器溢出后残余值的特点，调整秒脉冲信号的输出位置。

结果表明，调整后的秒脉冲信号同步精度能达到纳秒级，在工程上具有一定的应用价值。

【总页数】4页(P178-181)
【作者】陈昱均;孙希延;纪元法
【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林 541004;桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林 541004;桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林 541004
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.一种基于FPGA的位同步信号的实现 [J], 刘小群
2.一种基于FPGA的电网同步信号检测电路 [J], 姚景远;季正燕;朱忠尼;赵宏涛;;
3.一种基于FPGA的电网同步信号检测电路 [J], 姚景远;季正燕;朱忠尼;赵宏涛
4.一种基于FPGA的高斯随机数生成器的设计与实现 [J], 谷晓忱;张民选
5.基于FPGA的高精度数字化正弦信号生成的新方法 [J], 侯小华;施杰;毛惠丰;陈增禄
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Gardner同步算法在高速GMSK信号传输中的应用

Gardner同步算法在高速GMSK信号传输中的应用顾圣明;陈丽婷;陈建斌【摘要】为了提高GMSK信号在高码速率传输下的同步性能,研究了Gardner算法在GMSK解调中的应用.在发射接收两端采样存在晶振漂移的情况下,Gardner 算法很好地纠正了采样频偏,准确地找到最佳采样时刻的判决信息.得益于其简单的同步结构,Gardner算法使得GMSK信号可用更高的码速率传输,同时简化了硬件电路.实验结果表明,在20 Mbps码速率的GMSK信号传输中,Gardner算法很好地完成了位同步,联合维特比解调,在9.5 dB的信噪比下达到9×10-5的误码率性能.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2019(049)006【总页数】7页(P527-533)【关键词】高斯最小频移键控;位同步;Gardner算法;软件无线电【作者】顾圣明;陈丽婷;陈建斌【作者单位】上海航天电子技术研究所, 上海 201109;上海航天电子技术研究所, 上海 201109;上海航天电子技术研究所, 上海 201109【正文语种】中文【中图分类】TN914.30 引言高斯最小频移键控(GMSK)调制属于连续相位调制[1-2]，具有很好的频谱性能和恒包络特性。

这2种特性使得GMSK调制在遥控遥测领域的应用也日益广泛。

目前，中国大多数的脉冲编码调制-调频(PCM-FM)体制遥测系统的码率都不超过2 Mbps[3]，少数靶场开始配备10 Mbps码率的GMSK体制遥测系统。

但面对越来越高的遥测传输需求，提高GMSK体制遥测系统的传输速率迫在眉睫。

通常，限制遥测系统码速率的有硬件平台性能以及位同步所需的过采样率，文献[4]针对GMSK系统提出了一种简单的位同步开环算法，结构简单，但其需要16倍乃至更高的过采样率，且同步性能一般。

文献[5]中提出了一种快速捕获的位同步器，主要通过超前滞后信息来完成时钟的“添扣”，达到同步目的，但其精度取决于环路分频即过采样率，同样限制了传输速率。

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而使信号尽可能地接近最佳采样点
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图１位定时环路结构
样得到，从而影响后续觯调判决结果。这就需要对采样信号２ＦＰＧＡ实现及其Ｍｏｄｅｌｓｉｍ仿真进行处理，获得最佳采样点。Ｇａｒｄｎｅｒ等通过分析异步采样对ＦＰＧＡ实现的顶层框图如罔２所示，由三角函数插值滤波全数：接收机带来的影响，提出了基于内插的同步算法。器、定时误差检测、环路滤波、插值控制等部分组成。本文本文针对实际系统的需求，搭建了一科，适用十ＰＳＫ的通仿真采用了ＢＰＳＫ调制方式，升余弦滤波器的滚降系数为１，用的Ｇａｒｄｎｅｒ位定时同步电路。其中的插值滤波器采用了采样数据经过与发端一致的平方根升余弦匹配滤波器，采实现结构简单，内插精度高，适合于ＦＰＧＡ实现的三角函数样速率为每个符号４个采样点，设置本端采样周期与１／４个符内插算法。在Ｍｏｄｅｌｓｉｍ上对该电路进行了仿真，并进行了号周期相比较偏小的Ｔ／５１２。具体模块描述如下。ＦＰＧＡ实现。该力‘ 案已经应用于实
的值。
图２ＦＰＧＡ实现顶层
作者简介：邱丈静（１９８２一），女，江苏南京
１３１— —
第ｌ５姆
无线互联科技・技术Ｊ、川
环路滤波采用锁相环中常用的比例积分结内插滤波器选用了内插精度高、适合于ＦＰＧＡ实现的三偏移的影响。它具有较好的跟踪性能，两个系数Ｋ．和决定了环路角函数内插滤波器，Ｏｔｌ］２［ｑ￣的ｔｒｉａｎｇｌｅｉｎｅｒｐ模块。该内插算构，的调整精度和速度。这两部分由上述公式中的ｔｒａｃｅ模块法使用三角函数多项式代替传统的代数多项式，其中三角函
在加性高斯白噪声（ＡｄｄｉｔｉｖｅＷｈｉｔｅＧａｕｓｓｉａｎＮｏｉｓｅ，ＡＷＧＮ）信道条件下，根据最佳接收机理论导出的相关解调
ｘ（ｍ）ｙ（ｋ）
器或者匹配滤波器都必须在ｔ＝Ｔ时刻抽样判决，这里陧符号周期。ｔ＝Ｔ是最佳抽样判决时刻，超前或者滞后都会使误码率增ＪＪｕ。在全数字无线通信接收系统中，收发双方通常采用完全独立的基准时钟源，两个时钟源的频率不可能完全匹西己，再加Ｌ信号在传输过程中的延时一般未知，以及噪声等的影响，导致在接收采样过程中，最佳采样点不能直接采
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由内插滤波器、定时误差检测
摘要：位定时同步是全数字接收系统中的关键组成部分，对系统性能有重要影响．Ｇａｒｄｎｅｒ定时同步环结构简单便于工程实现，三角函数内插法结构简单内插精度高ｊ文章将三角函数内插法应用于Ｇａｒｄｎｅｒ定时同步环，降低了实现难度关键词：三角函数内插法；位定时；Ｇａｒｄｎｅｒ算法
第１５期２０１７句８月
ＮＯ．１５
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ
ＡｕｇＵＳｔ，２０ｌ７
基于三角函数内插法的Ｇａｒｄｎｅｒ位定时同步环的ＦＰＧＡ实现
邱文静
（南京熊猫汉达科技有限公司，江苏南京２１００１４）
（ＴｉｍｉｎｇＥｒｒｏｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎ，ＴＥＤ）、
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环路滤波器和控制器四部分组成。其基本结构如图ｌ所示。
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１Ｇａｒｄｎｅｒ位定时同步环模型
Ｇａｒｄｎｅｒ位定时同步环主要
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在该模型中，位同步的实现具体过程是，ＴＥＤ模块产生误差信号，经过环路滤波和控制器运算后
产生了由ｏｖｅｒｆｌｏｗ控制的内插时刻基准点和由ｕ控制的小数时间间隔，内插滤波器通过反馈过来的插值时刻信息进行插值操作，产生的数据送给ＴＥＤ模块产生新的定时误差信号，以逐步调整内插时刻，从