12基于FPGA的高斯白噪声发生器设计
上亿文档资料，等你来发现
12基于FPGA的高斯白噪声发生器设计
基于ＦＰＧＡ的高斯白噪声发生器设计申艳１，王新民；作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被；申艳，王新民，陈后金，SHENYan，WANGX；申艳,陈后金,SHENYan,CHENHouji；MODERNELECTRONICSTECHNIQ；参考文献(10条)；1.VasilescuGElectronicNo；2.Dong-ULee.JohnDVil
基于ＦＰＧＡ的高斯白噪声发生器设计申艳１，王新民２，陈后金１１０００４４；２．北京无线电测量研究所北京１０００３９）（１．北京交通大学电子信息工程学院北京摘要：高斯白噪声发生器用于雷达系统和通信信道的测试，采用现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）实现噪声发生器的设计，在Ａｌｔｅｒａ公司的ＱｕａｒｔｕｓＩＩ软件环境下，进行模块化设计方案，将ＦＰＧＡ实现的功能分为ｍ序列产生模块、ＦＩＲ数字滤波器模块、ＤＤＳ模决和舍成模块四个主要功能性模块，详细分析了ｍ序列发生算法、ＦＩＲ滤波算法和ＤＤＳ算法。应用ＶＨＤＬ语言实现模块功能性设计。该系统采用ＣｙｃｌｏｎｅⅡ芯片ＥＰ２Ｃ８Ｎ，输出噪声带宽可调，计算量小，可重复性好。关键词：高斯白噪声；ｍ序列；ＦＰＧＡ；ＶＨＤＬ中图分类号：ＴＰ２７４文献标识码：Ａ文章编号：１００４―３７３Ｘ（２００９）２３―１９７一０４ＤｅｓｉｇｎｏｆＷｈｉｔｅＳＨＥＮＧａｕｓｓｉａｎＮｏｉｓｅＧｅｎｅｒａｔｏｒＢａｓｅｄＹａｎｌ，ＷＡＮＧＸｉｎｍｉｎ２，ＣＨＥＮＪｉａｏｔｏｎｇｏｎＦＰＧＡＨｏｕｊｉｎｌ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００４４，Ｃｈｉｎａ２．ＢｅｉｊｉｎｇＷｉｒｅｌｅｓｓＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００３９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｗｈｉｔｅＧａｕｓｓｉａｎｎｏｉｓｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｇｅｎｅｒａｔｏｒｉｓｕｓｅｄｔＯｔｅｓｔｔｈｅｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃｈａｎｎｅｌ．ＴｈｅｎｏｉｓｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙＦＰＧＡｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＷｉｔｈｔｈｅｈｅｌｐｏｆＱｕａｒｔｕｓⅡｓｏｆｔｗａｒｅｏｆＡｌｔｅｒａＣｏｍｐａｎｙ，ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆＦＰＧＡｉｓｓｅｑｕｅｎｃｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｆｏｕｒｕｎｉｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｔｏｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｕｎｉｔ，ＦＩＲｆｉｌｔｅｒｉｎｇｕｎｉｔ，ＤＤＳｕｎｉｔａｎｄｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇｕｎｉｔ．ＴｈｅｌａｎｇｕａｇｅｕｓｅｓＶＨＤＬｉｓａｄｏｐｔｅｄｃａｎａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｔｈｅｕｎｉｔｄｅｓｉｇｎ．ＴｈｅｄｅｓｉｇｎｃａｎｔｈｅｃｈｉｐＣｙｅｌｏｎｅｌＩＥＰ２Ｃ８Ｎ，ａｎｄｔｈｅｏｕｔｐｕｔｎｏｉｓｅｂａｎｄｗｉｄｔｈｂｅａｄｊｕｓｔｅｄ，ｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｉｓｌｅｓｓ，ａｎｄｔｈｅｎｏｉｓｅｂｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｒｅｐｅａｔｅｄｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｈｉｔｅＧａｕｓｓｉａｎｎｏｉｓｅ；ｍｓｅｑｕｅｎｃｅ；ＦＰＧＡ；ＶＨＤＬ波、三角渡、锯齿波、方波等函数波，通过更改现场可编０引言程器件的配置波形数据也可产生其他复杂函数波形。１高斯白噪声发生器原理现代通讯电子设备的抗干扰测试已经成为必须的测试项目，主要的干扰类型为噪声干扰。在通信信道测试和电子对抗领域里，噪声始终是最基本、最常用的干扰源之一。如何产生稳定和精确的噪声信号已经成为一个重要的研究领域ｎ］。其中，带限白噪声信号时间相关性小，目前应用最广泛。现有的硬件高斯白噪声发生器通常分为物理噪声发生器和数字噪声发生器两类。数字噪声发生器虽然没有物理噪声发生器的精度高，但是实现电路较为简单，易于应用。ＦＰＧＡ技术的发展，提高了硬件噪声发生器的速度和性能，相比基于软件实现的噪声发生器，展现出更大的优势［２‘４］。本文设计的高斯白噪声发生器采用ＦＰＧＡ的方式实现．输出的基带白噪声带宽可调，范围为１～６６本文所述的高斯白噪声发生器如图１所示。离斯自噪户图１基于ＦＰＧＡ的高斯白噪声发生器原理框图首先，在现场可编程门阵列（ＦｉｅｌｄＧａｔｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＡｒｒａｙ，ＦＰＧＡ）平台上以一个统一的时钟速度（以后称之为噪声发生速度，即ｆ０）生成高速ｍ序列伪随机码流，对该序列进行有限冲击响应（Ｆｉｎｉｔｅ列，同时在ＦＰＧＡ中实现直接数字综合（ＤｉｒｅｃｔＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ，ＦＩＲ）数字滤波处理，得到带限白噪声数字序ＤｉｇｉｔａｌＭＨｚ，步进３ＭＨｚ，幅度８位可调，同时可产生正弦收稿日期：２００９―０９～１６基金项目：国家自然科学基金资助项目（６０８７２０８１）；北京市自然科学基金（４０９２０３４）；北京交通大学人才基金（ｗ０７Ｊ０２５０）Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ，ＤＤＳ）算法，产生正弦数字序列，并与噪声序列合成；其次，将以上得到的数字序列通过高速数／模转换器（ＤｉｇｉｔａｌＡｎａｌｏｇＣｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＤＡＣ）转换为模拟噪声信号；再次，通过ＬＣ低通滤波器以及放大器转换为】９７万方数据　模拟带限白噪声和正弦信号，该信号即为基带自噪声信号。下面对涉及的基本算法进行分析和仿真。高斯白噪声发生方法中涉及伪随机码发生算法、数字滤波算法和正弦波发生算法。本文详细论述这几种算法，及其在ＦＰＧＡ上的实现方法，分析了各种算法在频域上的频谱特性。２高斯白噪声发生器算法分析２．１伪随机码发生算法伪随机码（Ｐｓｅｕｄｏ―ｒａｎｄｏｍＳｅｑｕｅｎｃｅ，ＰＳ）的性能指标直接影响产生白噪声的随机性，是系统设计的关键。通常产生伪随机码的电路为一反馈移存器，分为线性和非线性两类。前者产生周期最长的二进制数字序列为最大长度线性反馈移存器序列，简称ｍ序列。本文采用的就是ｍ序列伪随机码‰６１。产生ｍ序列的反馈移存器的递推方程可以写为：ａ。＝ｃ，卜１ａ，ｒ－１④ｆ，ｒ２ａｎ－２ｏ…④ｃｌａｌ①Ｃｏａｏ＝∑叩。（１）它给出了移位输入口。与移位前各级状态的关系。特征多项式写为：，（ｚ）＝Ｃｏ＋ｃｌｚ＋ｃ２，＋…＋ＣｎＸ“一∑Ｃ，Ｘ‘（２）它决定了移位寄存器的反馈连接和序列的结构。ｍ序列的自相关函数可表示为：如脚ｃ几，一ｂｍ；ｉ：㈣式（３）为一个周期（ｍ＝２“一１）内的函数，其中Ｌ为伪随机噪声码元的宽度。整个时域的自相关函数的周期为ｍ＝２”一１。信号的自相关函数与功率谱密度构成一对傅里叶变换，因此ｍ序列的自相关函数经过傅里叶变换，其功率谱密度为：Ｐ知，＝等“ｎｃ２（芋）?ｍ。＼Ｚ』。塞ｄ（＿２…ｎｎ、，－Ｆｍ１２议叫）（４）假定零频处的功率为１，那么功率下降为０．５处的频率为：ｓ－ｎｃ２（等）一丢一∞＝ｏ．４５ｃｕｏ㈣其典型的功率谱密度如图２所示。由图２可以看出，ｍ序列的功率谱密度的包络是万　方数据［（ｓｉｎｘ）／ｚ３２形的，它约在伪随机序列基本时钟频率的４５％带宽内具有均匀功率谱密度，所以用滤波器滤除该频带内的信号就可以近似看作带限白噪声。ｍ序列的均衡性、游程分布、自相关特性和功率谱与随机序列的基本性质很相似，所以ｍ序列属于伪噪声的序列或伪随机序列。ｆａｌ线件幅度一卜如●＿Ｅｒ＝二―－Ｌ――■‘Ｌ＋一―－――Ｌｎ?――ｊ一ｒ＿、０一｛一，！Ｊ．』一．．１，一矿卜。――－Ｌ－－一一＿卜～一＿一＝一一；一～一．１Ｉ…一４一一一．Ｉ十１～叶～一！一ｌ－｝卜．～：ＮｏｒｍａｌｉｚｅｄＦｒｅｑｕｅｎｃｙ（ｂＪ对数ｌ黼度图２用采样频率规一化后的ｍ序列功率谱密度２．２ＦＩＲ数字滤波算法ｍ序列的功率谱是固定的，要生成带宽可调的数字噪声序列需要对ｍ序列进行低通数字滤波，本文采用的是ＦＩＲ数字滤波器‘引。由Ｌｉｎｄｅｂｅｒｇｒ８３定理可知，设有独立随机变量序列｛￡｝，且Ｅ氕＝口。，Ｄ邑＝磋，ｋ＝１，２，…，咒，Ｂ：一∑蠢，正ｊ则：！ｉｍＰｆ丢ｋ妻＝ｌｃ＆～，＜ｚ｝＝爿二ｅ－季…６，该定理证明了由大量微小且独立的随机因素引起，并积累而成的变量，必是一个正态随机变量。ＦＩＲ滤波器的单位冲激响应为ＪＩｌ（，ｚ），０≤ｎ≤Ｎ一１，输入函数为ｚ（ｉ），则输出函数ｙ（ｉ）可以写为：了（ｉ）一∑＾（咒）?ｘ（ｉ～以）（７）该算法需要Ｎ次相乘，Ｎ一１次累加。为了产生带宽小于５ＭＨｚ高质量的数字噪声序列，需要构建窄通带、通带阻带转换迅速的低通滤波器，对此仅仅增加单级ＦＩＲ滤波的冲激相应长度７＂／是不够的，对此本文采用了多级ＦＩＲ数字滤波的方法。为了使得多路多级ＡＧＰＦ。０白ＩＦＩＲ滤波器能够在常用ＦＰＧＡ平台上实现，对ＦＩＲ数字滤波模型进行算法优化，以节约所需逻辑单元资源是很有必要的。采用单位冲激相应ｈ（咒）为偶函数的ＦＩＲ滤波器，并取阶数Ｎ为奇数，则式（６）可以化简为：学一，ｙ（ｉ）＝芝：ｈ（咒）?［ｚ（ｉ一砚）＋ｘ（ｉ＋，ｌ―Ｎ＋１）］＋＾（孚）?２（ｉ一孚）㈣采用该方法可以将ＦＩＲ算法中乘的次数减半，总计算量减为（Ｎ＋１）／２次相乘，Ｎ一２次累加，极大地节省了ＦＰＧＡ的逻辑单元资源。ＦＩＲ的滤波过程实质上就是一个延迟后加权相加的过程，即滤波输出ｙ（ｉ）是输入ｚ（ｉ）以及它的前Ｎ一１个状态的加权叠加。２．３ＤＤＳ算法随着数字集成电路和微电子技术的发展，直接数字频率合成器（ＤｉｒｅｃｔＤｉｇｉｔａｌＳｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ，ＤＤＳ）逐渐体现出其具有相对带宽宽，频率转换时间短，频率分辨率高，输出相位连续，可编程及全数字化结构等优点［９］。ＤＤＳ的基本工作原理是根据正弦函数的产生，从相位出发，用不同的相位给出不同的电压幅度，最后滤波平滑出所需要的频率。图３是ＤＤＳ的原理方框图。频率输出栉制字足拟ｎ号，Ｊ、ｏ相位增量的大，Ｊ、随夕卜指令频率控制字Ｋ的不同而至要：ｊ曼，兰妻了：鬯譬竺苎：竺专。翌三皇，鐾苎衰：：耄要苎要竺篓堡要苎要，曼冀差妻要矍！篡蔓塑．璺碧！梦中的苎竺竺麦竺兰换成近竺乏苎篓幅度的数字量函数。以ＩＨ上Ｌ的算法都可在内部实现。望：黧篓竺‘三妻鼍鼍要夏ｌ鬟竺！：髦黧篓声的３竺一一……ＦＰ蚍ＧＡ意戮全－ｔｅｒ关。恐：翌苎篓１１４。Ｊｌ：ｕ．／／ｇＬ黑．Ａ．１１：：：１嚣霉嚣毒慧莩茎蓍篇冀的叻毯慧詈篡蛐篓苎耍资源扪篓磊虿毒晶赢性服从磊淼：赫嘉要。资源；时钟采用５０ＭＨｚ、稳定度为５０ｐｐｍ的万　方数据有源晶振，通过ＥＰ２Ｃ８内部ＰＬＬ（ＰｈａｓｅＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ，锁相环）３倍频到１５０ＭＨｚ作为系统全局时钟；采用ＡＤＩ公司的ＡＤ９７３１进行Ｄ／Ａ转换，采样速度１５０ＭＳＰＳ，１０位；对ＡＤ９７３１输出的电流信号进行７阶ＬＣ低通滤波，然后进行放大，使得噪声信号的满幅输出都达到峰峰值３Ｖ。图４是频率为１９５ｋＨｚ最大输出幅度的四种函数波测试结果。图４频＝９函５数ｋ嚣篙出幅度的从图４可以看出，采用ＤＤｓ模块，得到－ｔｉｅ弦波、毒；磊孬主；蚤。。’～“”一～ｄＢ，毒；萌。１＿．０９Ｉ：Ｖ磊ｌ，喜蒿军备主凳二，．ｓｄ毒……’’“～“…“”“”“”…”””’～……～一三角聂：磊齿装磊￥；磊≤形。ｉ；；’芸≤；和言茹聂夏星篡；薹葛．５‘ＭＨｚ磊；磊萎‘ｉｉ毒：葛毛主磊蓄蕃磊妄’：‘，Ｍ蕞。晶高Ｈ斯］４验证了本文设计的有效性。参考文献［１］ＶａｓｉｌｅｓｅｕｐｉｅｓａｎｄＧ．ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＮｏｉｓｅａｎｄＩｎｔｅｒｆｅｒｉｎｇＳｉｇｎａｌｓ：Ｐｒｉｎｃｉ―Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｍ］．Ｂｅｒｌｉｎ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ―Ｖｅｒｌａｇ，２００５．Ｌｅｅ，ＪｏｈｎＤＶｉｌｌａｓｅｎｏｒ，ＷａｙｎｅＬｕｋ，ｅｔａ１．ＡＧａｕｓｓｉａｎ１，２３Ｄｏｎｇ―ＵＮｏｉｓｅＧｅｎｅｒａｔｏｒｆｏｒＨａｒｄｗａｒｅ―ＢａｓｅｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｓＥＪ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＣｏｍ―ｐｕｔｅｒｓ，２００４，５３（１２）：１５２３－１５３４．图５带宽为５ＭＨｚ高斯白噪声的实验结果［３］Ｄｏｎｇ―ＵＬｅｅ，ＷａｙｎｅＬｕｋ，ＪｏｈｎＤＶｉｌｌａｓｅｎｏｒ，ｅｔａｌ．ＡＨａｒｄ―ｗａｒｅＧａｕｓｓｉａｎＮｏｉｓｅＧｅｎｅｒａｔｏｒＵｓｉｎｇｔｈｅＷａｌｌａｃｅＭｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＶｅｒｙＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（ＶＩ。ＳＩ）Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００５，１３（８）：９１１―９２０．［４３Ｄｏｎｇ―ＵＬｅｅ，ＪｏｈｎＤＶｉｌｌａｓｅｎｏｒ，ＷａｙｎｅＬｕｋ，ｅｔａｌ．ＡＨａｒｄ―ＮｏｉｓｅＧｅｎｅｒａｔｏｒＵｓｉｎｇｔｈｅｗａｒｅＧａｕｓｓｉａｎＢｏｘ―ＭｕｌｌｅｒＭｅｔｈｏｄａｎｄＩｔｓＥｒｒｏｒＡｎａｌｙｓｉｓＦＪ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＣｏｍｐｕ。ｔｅｒｓ，２００６，５５（６）：６５９―６７１．１－５３查光明，熊贤祚．扩频通信［Ｍ］．西安：西安电子科技大学出版社，１９９０．［６］官朝晖．用于噪声干扰的伪随机噪声源ｒＪ］．电子对抗技术，图６输出高斯白噪声统计直方图１９９８。１３（２）：１―６．［７］Ｓｈｅｎｏｉ４结语ＦｉｌｔｅｒＢＡ．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＤｅｓｉｇｎ［－Ｍ］．ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ，２００６．Ｆｅｌｌｅｒ．ＡｎＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏ设计了一种基于ＦＰＧＡ高斯白噪声发生器，分析了该种噪声发生器所用的ｍ序列发生算法，ＦＩＲ数字滤波算法和ＤＤＳ算法，可产生带宽为３～６６ＭＨｚ，步进３ＭＨｚ，幅度８位可调的高斯白噪声；采用现场可编［８］ＷｉｌｌｉａｍｉｔｓＰｒｏｂａｂｉｌｉｔｙＴｈｅｏｒｙａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｌ，Ｍ］．ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，１９７１．Ｊ，ＲａｄｅｒＣ［９］ＴｉｅｒｎｅｙＭ，ＧｏｌｄＢ．ＡＤｉｇｉｔａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｙｎｔｈｅ－ｓｉｚｅｒＥＪ］．ＩＥＥＥ１９（１）：４８―５７．Ｔｒａｎｓ．ｏｎＡｕｄｉｏＥｌｅｃｔｒｏａｃｏｕｓｔ．，１９７１：ＡＥ一程门阵列（ＦＰＧＡ）实现噪声发生器的设计，在Ａｈｅｒａ公司的ＱｕａｒｔｕｓＩＩ软件环境下，实现了基于ＦＰＧＡ的［１０］ＴｓｏｉＫＨ，１．ｅｕｎｇＫＨ，ＬｅｏｎｇＰＨＷ．ＣｏｍｐａｃｔＦＰＧＡ―ｂａｓｅｄＴｒｕｅａｎｄＰｓｅｕｄｏＲａｎｄｏｍＮｕｍｂｅｒ１１ｔｈＡｎｎｕａｌＣｕｓｔｏｍＩＥＥＥＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＧｅｎｅｒａｔｏｒｓ［Ａ］．ｒｎ序列产生模块、ＦＩＲ数字滤波器模块、ＤＤＳ模块和合成模块，通过数／模转换器和低通放大，得到了可用于雷达系统和通信信道测试的高斯白噪声信号。实验结果Ｆｉｅｌｄ―ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＣｏｍｐｕｔｉｎｇＭａｃｈｉｎｅｓ［Ｃ］．Ｎａｐａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，２００３：１０２３―１０３３．ｏ，ｏ＇ｏ’ｃｏｔ巧ｔｏｃｏｈ：刁心艺―＞：ｈ），ｏ，亡，ｏ，ｏ＿，亡７０’ｃｏｔ９ｔ，：ｔ々ｃｏｈ＝，ｃ々ｃ刁ｔｏｔ，：‘哆Ｃｏ心专ｈ＞，ｏ’ｅ＿，ｏ＿，ｏ’０７０’亡？ｔｏｏ＇亡？ｃ＇ｃｏ心ｏｃｏ心专ｔｏｔ勺＾：ｏｏ々Ｃ．）ｏ’?（上接第１９６页）［４３杨睿，剂世丹．ＧＰＲＳ在智能交通系统中的应用［Ｊ］．客车技术，２００８（４）：４２―４３．［５３盛青松，冯志芬．基于ＧＰＲＳ的ＧＰＳ车辆监控系统［Ｊ］．今日科苑，２００８（７）：１３５．［９］Ｍｏｔｏｒｏｌａ［Ｚ］．２００４．ＩｓｒａｅｌＬｔｄ．．Ｇ２０ＣｅｌｌｕｌａｒＥｎｇｉｎｅＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ１，１０］孙莹．单片机远程数据采集系统设计［Ｊ］．仪器仪表用户，２００６，１３（６）：２１―２２．［６］．王惠．基于ＧＰＲＳ的车载ＧＰＳ导航系统的研究ｌ－Ｊ］．中国新通信，２００６（１５）：４１―４３．［１１］卢刚，程显蒙．基于ＧＰＲＳ和ＡＴ８９Ｃ５２的远程电力监测系统设计［Ｊ］．自动化仪表，２００８，２９（１１）：４０―４２．［１２］毛洋林，陈讽，潘志浩．用ＭＣＳ一５１单片机实现基于ＧＰＲＳ的ＩＮＴＥＲＮＥＴ接入ｒＪ］．微计算机信息，２００４，２０（３）：９２―９３．１－７３Ａｔｍｅｌ．ＡＴｍｅｇａｌ６（Ｌ）Ｄａｔａｓｈｅｅｔ［ｚ］．２００８，［８］黄任．ＡＶＲ单片机与ＣＰＬＤ／ＦＰＧＡ综合应用入门［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００４．作者简介黄伟锋男，１９７９年出生，广东广州人，讲师，硕士。研究方向为电子信息及自动化技术应用。２００万方数据　基于FPGA的高斯白噪声发生器设计作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：申艳， 王新民， 陈后金， SHEN Yan， WANG Xinmin， CHEN Houjin申艳,陈后金,SHEN Yan,CHEN Houjin(北京交通大学,电子信息工程学院,北京,100044)， 王新民,WANG Xinmin(北京无线电测量研究所,北京,100039)现代电子技术MODERN ELECTRONICS TECHNIQUE)0次 参考文献(10条) 1.Vasilescu G Electronic Noise and Interfering Signals:Principles and Applications 20052.Dong-U Lee.John D Villasenor.Wayne Luk A Gaussian Noise Generator for Hardware-Based Simulations2004(12)3.Dong-U Lee.Wayne Luk.John D Villasenor A Hardware Gaussian Noise Generator Using the WallaceMethod 2005(08)4.Dong-U Lee.John D Villasenor.Wayne Luk A Hardware Gaussian Noise Generator Using the Box-MullerMethod and Its Error Analysis .查光明.熊贤祚 扩频通信 19906.官朝晖 用于噪声干扰的伪随机噪声源[期刊论文]-电子对抗技术 1998(02)7.Shenoi B A Introduction toDigital Signal Processing and Filter Design 20068.William Feller An Introduction to Probability Theory and its Applications 19719.Tierney J.Rader C M.Gold B A Digital Frequency Synthesizer 1971(01)10.Tsoi K H.Leung K H.Leong P H W Compact FPGA-based True and Pseudo Random Number Generators 2003 相似文献(10条)1.期刊论文 徐烁.麦启明 高斯白噪声任意波形发生器设计实验研究 -数字技术与应用2010(8)
采用赛普拉斯公司的混合信号可编程片上系统芯片PSoC和直接数字合成频率原理,通过PsoC Desiner集成开发平台,充分利用芯片灵活的模块化资源,设计出了一种基于PSoC硬件可调带宽和功率的任意波形发生器.创新之处在于利用一片芯片实现整个系统DDS原理的全部功能,系统电路具有结构简单、实用性强、可靠性高及便携等优点,系统结构得以简化并减少了调试时间.本系统具有较强的应用价值.2.期刊论文 虞贵财.邵玉斌.肖笛.Yu Guicai.Shao Yubin.Xiao Di 产生高斯白噪声的研究与实现 -电子科技2006(11)
提出了一种新的产生高斯白噪声的方法,此方法是用一个m序列通过低通滤波器后实现的,与传统方法相比,实现相对简单.并利用Matlab对此方法进行仿真,得到与理论分析一致的结果.3.学位论文 付冲 基于混沌分形理论的信息加密技术与复杂信道动力学模型研究 2006
混沌理论是研究自然界非线性过程复杂系统内在随机性所具有的特殊规律的一门新兴学科．分形理论与混沌密切相关，混沌是产生时空结构的物质非线性运动，而这种结构本身就是分形．混沌分形理论以新的时空观、新的手段来处理自然界中的复杂性难题，透过扑朔迷离的无序混乱现象和不规则形态，揭示隐匿在复杂系统内部的规律以及局部和整体之间的本质联系．混沌、分形理论的出现是人类科学史上的重大突破，拥有巨大的应用前景．
本论文对混沌分形理论在信息加密及复杂系统动力学模型分析中的应用进行了研究．信息安全是信息学中的一个重要研究领域，信息加密技术则是信息安全的基础．混沌理论的发展为信息加密技术提供了新的思路，混沌是确定性系统，而由其产生的序列是伪随机的，在理想条件下具有无限大的周期，具有类似高斯白噪声的统计特性．同时混沌系统对初始值和参数极端敏感，序列具有不可预测性并可以提供巨大的密钥空间，非常适合于信息加密系统．本文就混沌理论在流密码数据加密、数字图像加密及直接扩频通信三个领域展开讨论，在分析前人已有成果的基础上，分别针对以上三个领域提出了以密钥的Hash扩展和基于Pless生成器的混沌序列非线性变换为核心技术的可公开混沌流密码加密算法、基于Lorenz混沌系统的比特移位图像加密算法和基于Geffe序列生成器的混沌扩频序列生成方案三种改进与创新算法，仿真实验表明以上算法较传统混沌方案在性能上有明显的提高．
复杂系统中的不确定行为动力学模型研究具有重要的意义，是揭示系统时空演化特性，从而建立对系统精确描述模型的基础．本文以多径衰落信道为例，将非线性混沌、分形理论引入复杂系统动力学模型研究，并通过仿真验证了非线性模型较之传统随机模型的优势．
本文的主要工作及创新点有：
(1)研究了流密码加密技术中较为常用的基于线性反馈移位寄存器的m序列的伪随机性能并分析了其缺陷．将混沌理论引入到信息加密系统中，并以Logistic映射为例，对混沌信息加密的可行性进行了较为深入的分析．将混沌密序列钥流与m序列加以对比分析，验证其在序列周期、密钥空间及相关性能上的优势．给出了传统混沌流密码加密算法的原理与实现，对其在计算精度受限条件下的密钥空间小、序列呈周期性、易于通过自适应参数混沌同步攻击且算法不宜公开等缺陷进行了分析．在此基础上提出了一种以密钥的Hash扩展和基于Pless生成器的混沌序列非线性变换为核心技术的可公开的混沌流密码加密算法，有效地扩展了密钥空间并增加了序列线性复杂度，增强了抗密钥穷举搜索攻击和基于神经元网络的自适应混沌同步攻击能力．
(2)讨论了各种传统的图像加密技术并分析了这些方法存在的缺陷．在此基础上将混沌理论引入图像加密中，较为详细地阐述了目前混沌图像加密中最为常用的“空域复合”加密算法并加以实现，分析了其在加密速度上的不足．针对该缺点提出了一种基于Lorenz混沌系统的比特移位图像加密算法，通过采取合适的预处理与量化机制，形成基于Lorenz方程奇异吸引子的x，y，z三组高质量伪随机序列，通过控制参与移位操作的明文比特数、移位方三亿文库包含各类专业文献、中学教育、高等教育、外语学习资料、文学作品欣赏、幼儿教育、小学教育、12基于FPGA的高斯白噪声发生器设计等内容。　
　所以设计一个噪声产生器对于通信系统 的研究十分重要...其性能十分强大,基本都是 FPGA 或 DSP 作为核心...例如 UFX7000 系列高斯白噪声发生器,它是一款可编程... 　高速设计和高 速测试的场合下,我们希望能够在FPGA中直接实现伪随机序列发生器。...预先确定, 但它们都具有类似白噪声的 相关特性, 只是幅度概率分布不再服从高斯... 　基于FPGA 的高斯白噪声发生器设计 0 引言 现代通讯电子设备的抗干扰测试已经成为必须的测试项目,主要的干扰类型为噪声干 扰。在通信信道测试和电子对抗领域里,噪声始... 　虽然物理噪声发生器精度较高,但是实现电路较为复杂,所以在工程中更多的选用 数字式噪声发生器。 本设计提出一种基于 FPGA 的高斯白噪声发生器。与传统方法不同,... 　毕业设计开题报告 题 目: 基于 FPGA 的白噪声发生器信息与通信学院 信息对抗...现有的硬件高斯白噪声发生器通常分为物理噪声发生器和数字 噪声发生器两类 ,... 　提出一种新的基于 FPGA 的高斯白噪声生成器的设计和实现方法,给出设计的总体框...中 AGWN 信号发生电路的设计和仿 真,其实质上是设计一个 AGWN 信号发生器。... 　现有的硬件高斯白噪声发生器通常分为物理噪声发生 ...多功能波形发生器的设计... 0人阅读 56页 ¥20...毕业论文论文基于FPGA的... 0人阅读 23页 ¥30... 　基于FPGA设计雷达目标检测... 3页 免费 被动毫米波...,255;G1(t)为高斯白噪声,G2(t)为杂波.高速 DSP...延时后的信号作为双口 RAM 读出数据时地址发生器的...君，已阅读到文档的结尾了呢~~
广告剩余8秒
文档加载中
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
基于FPGA的白噪声信号发生器的实现
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer--144.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口基于FPGA的高斯白噪声发生器设计
基于FPGA的高斯白噪声发生器设计
0 引 言 现代通讯电子设备的抗干扰测试已经成为必须的测试项目，主要的干扰类型为噪声干扰。在通信信道测试和电子对抗领域里，噪声始终是最基本、最常用的干扰源之一。如何产生稳定和精确的噪声信号已经成为一个重要的研究领域。其中，带限白噪声信号时间相关性小，目前应用最广泛。现有的硬件高斯白噪声发生器通常分为物理噪声发生器和数字噪声发生器两类，数字噪声发生器虽然没有物理噪声发生器的精
0 引 言 现代通讯电子设备的抗干扰测试已经成为必须的测试项目，主要的干扰类型为噪声干扰。在通信信道测试和电子对抗领域里，噪声始终是最基本、最常用的干扰源之一。如何产生稳定和精确的噪声信号已经成为一个重要的研究领域。其中，带限白噪声信号时间相关性小，目前应用最广泛。现有的硬件高斯白噪声发生器通常分为物理噪声发生器和数字噪声发生器两类，数字噪声发生器虽然没有物理噪声发生器的精
型号/产品名
武汉天喻聚联网络有限公司
深圳市新信利电子经营部
深圳市新信利电子经营部
苏州德盈新店子