频偏对相关峰高度的影响
在接收机的捕获模块中,以相关峰高度作为捕获性能的衡量指标,当接收信号的相位与本地码相位对齐时,相关运算的结果会出现较大的相关峰,但如果存在频偏,会导致相关峰高度下降。下面推导相关峰高度与频偏的关系:
设捕获模块的输入信号的一个符号为 ,它被扩展为 个码片,忽略随机时延,即与本地 PN
码相位对齐时,时域表达式为
式中,
表示本地参考信号,
表示离散的加性高斯白噪声,
表示频偏,
表示采样周期。
捕获的输入信号与本地参考信号的相关结果为
忽略噪声项
,带入上式中得
当 远小于采样率
时, 近似为
当 时,峰值位置
,零点位置对应
由此可以得出,相关峰随频偏的变化满足 函数,并且当频偏为 的整数倍时,相关峰高度为 ,MATLAB 仿真结果如图所示
在捕获模块频偏搜索的精度选择上,如果以 为步进设置频偏通道,在
的奇数倍时相关峰高度最低,为无频偏位置的 ,性能损失较大,如果以 为步进设置频偏通道,在
的奇数倍时相关峰高度最低,为无频偏位置的 ,性能损失较低,因此,综合捕获性能与资源消耗的考量,选择以
作为频偏搜索精度。
FPGA虚拟双口RAM
给一段波形加发送时延,可以将其存储到 BRAM IP
核中,读地址比写地址晚响应的延迟采样点数(BRAM
深度足够,即大于延迟采样点数),就达到了延迟的效果。对于常有效的信号波形来说这么做是可以的。但是对于只有在某几个时刻有效的信号来说,仍采用这种办法缓存,BRAM
中存储的大多数数据是无效的,浪费了很多 BRAM 资源。
本文采用的办法是“虚拟”的
RAM,读地址与写地址的关系不变,虚拟的写地址始终累加,虚拟的读地址延迟相应的采样点数。但是数据不写入
RAM
中,而是在数据有效时写入一个寄存器,并且标记对应的虚拟写地址为真实的读地址,当虚拟的读地址为真实读地址时从寄存器中读出数据。(testbench
见附录)
如下图所示,数据 data 只有当 valid
拉高时有效,于是按照上述逻辑对 data 和 valid
信号延迟,当 ...dout_valid 拉高时表示数据延迟了 \(100\) 个采样点。
特别感谢罗老师的耐心细致的讲解!
附录
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缓存系统
最久未使用缓存机制
最久未使用(Least Recently Used,
LRU)缓存机制,将最近最少使用的内容替换掉。
146. LRU
缓存
利用 哈希表 和 双向链表 实现 LRU
缓存机制,使查找、添加和删除都是 的操作。
待缓存的内容以键值对 key-value
的形式存在,哈希表存储了已经存在于缓存区的内容的
key。双向链表的节点按照访问时间排序,越靠近尾部,越久没有被访问。
读取缓存时,只需要在哈希表中查找是否存在
key,存在则返回对应的
value,同时,这是最新访问的
key-value,就把它移动到链表头部,如果不存在,就将其直接插入到链表头部。
更新缓存时,直接将 key-value
更新到链表头部即可,如果超出缓存区容量,将尾部节点删除。
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SpringBoot环境配置
Windows
操作系统:Windows 11 Pro 24H2
安装包路径
Java(TM)SE
Development Kit 24.0.1(64-bit)
IntelliJ
IDEA Community Ultimate 2025.1.3
Apache Maven
3.9.10(下载 .zip 文件并解压)
添加环境变量
新建 系统变量:
变量名为 JAVA_HOME,变量值为
C:\Software\Java\jdk-24
变量名为 MAVEN_HOME,变量值为
C:\Software\Java\Maven
系统变量 Path 中添加 C:\Software\Java\jdk-24\bin 和
C:\Software\Java\Maven\bin
添加完成后打开 PowerShell,执行
java --version,显示如下
12345❯ java --versionPicked up JAVA_TOOL_OPTIONS: -Dfile.encoding=UTF-8java 24.0.1 2025-04-15Java(TM) SE Runtime Envi ...
经过射频上变频后IQ为什么反了?
数学原理
设数字域信号为 ,经过中频上变频,DAC 发射信号为
频域表示为
经过射频的上变频,最终发射信号表示为
仿真(MATLAB)
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判圈法
Floyd 判圈法
Floyd 判圈法
利用快慢指针,快指针步进速度为慢指针的两倍,若是链表中存在环,则两个指针一定会相遇,且快指针路程比慢指针路程多圈长度的整数倍。
假设两个指针在
点相遇,则有
快指针:
慢指针:
【LeetCode】141.
环形链表
12345678910111213141516171819202122class Solution {public: static bool hasCycle(ListNode *head) { if (head == nullptr || head->next == nullptr) { return false; } ListNode *low = head; ListNode *fast = head->next; while (fast != nullptr) { if (fast == low) { return true; } ...
多相滤波器
抽取与抗混叠 FIR 滤波器
抽取的作用是仅保留每 M 个样本中的 1 个样本,从而降低采样率。
如果要从 抽取到 ,首先需要经过一个低通滤波器,滤除所有高于
的信号,从而满足
Nyquist 采样定理。
MATLAB 仿真程序如下(代码由 Claude Sonnet 4.5 生成)
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同步有限状态机
同步有限状态机(Finit State Machine, FSM)用于 FPGA
处理具有时间上先后顺序的事件。同步
指的是所有状态转移都在时钟作用下进行,有限
指的是状态有限。
分类
Mealy
型状态机:输出取决于当前状态与输入;
Moore
型状态机:输出取决于当前状态,与输入无关;
写法
一段式状态机:一个 always
模块中既描述状态转移,又描述输入和输出;不推荐
二段式状态机:两个 always
模块,一个用同步时序逻辑描述状态转移,另一个用组合逻辑判断转移条件和输出。定义两个状态(现态和次态);组合逻辑容易产生毛刺,不利于约束,不推荐
三段式状态机:三个 always
模块,一个用同步时序逻辑描述状态转移,一个用组合逻辑判断转移条件,一个用时序逻辑描述状态输出;
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142// 1. state 去哪里(时序逻辑)always @(posedge clk) begin if(!rst_n) begin s ...
多线程编程
C 语言中使用 pthread 库进行多线程编程。
创建线程
pthread_t 用于声明线程 ID;
1234567/* Create a new thread, starting with execution of START-ROUTINE getting passed ARG. Creation attributed come from ATTR. The new handle is stored in *NEWTHREAD. */extern int pthread_create (pthread_t *__restrict __newthread, const pthread_attr_t *__restrict __attr, void *(*__start_routine) (void *), void *__restrict __arg) __THROWNL __nonnull ((1, 3));
pthread_create 函数使用线程 ID
创建一个线程,包含四个参数:线程
ID、线程属性、函数指针、参数指针 ...
信号边沿检测
测试程序见 Euler0525@Wiki/programming/verilog/#信号边沿检测
名称
I/O
说明
clk
I
时钟信号
rst_n
I
(同步)复位
edge_pin
I
待检测信号
edge_neg
O
边沿
测试程序中的 edge_pin
为待检测边沿的信号,edge_d0 和 edge_d1
分别为延迟信号。
123456789always@(posedge clk) begin if(rst_n == 1'b0) begin edge_d0 <= 1'b1; edge_d1 <= 1'b1; end else begin edge_d0 <= edge_pin; edge_d1 <= edge_d0; endend
为了检测 edge_pin
的边沿,我暂时可以想到以下几种方法(经测试后仅部分可行)
时序逻辑
123456789101112131415always @(posedge clk ) begin if(r ...