روش استخراج فركانس با استفاده از تكنيك DIFM در پلت‎فرمهاي مبتني بر FPGA

كارشناسي ارشد

مخابرات امن

فروردين 1395

فروردين 1395

دكتر جواد ياوند حسيني

برق

چكيده در بسياري از سيستمهاي مدرن امروزي از قبيل حسگرها و هشداردهنده ها برآورد به موقع و سريع فركانس حامل سيگنال هاي دريافتي از اهميت حياتي برخوردار مي‌باشد. با توجه به روشها و تكنيكهاي متفاوتي كه براي استخراج فركانس(از قبيل DFT , FFT ) وجود دارد براي اينكه بتوان نياز سيستم هاي گفته شده را برآورده كنيم مي‌بايست از يك روش سريع استفاده نماييم. در تكنيك DIFM (Digital Instantaneous Frequency Measurement) مي‌توان فركانس حامل يك موج دريافتي را بسيار سريع ،مثلا در كسري از ميكرو ثانيه بدست آورد. محدوده فركانس كاري و رزولوشن و دقت در اين تكنيك با توجه به ساختار پياده سازي نرم افزاري آن مي‌تواند قابل تغيير ‌باشد كه اين تغييرات ،هزينه زيادي را چه از لحاظ زمان و چه از لحاظ پيچيدگي و مالي در پي نخواهد داشت. در اين پايان نامه ابتدا تكنيكهاي IFM و DIFM از لحاظ روابط رياضي بررسي گرديده سپس تكنيك DIFM را با استفاده از نرم افزار MATLAB با ملاحظات پردازش اعداد صحيح و خطايي كه ممكن است اين ملاحظات در الگوريتم بگذارد شبيه سازي كرده و به بهينه سازي اين الگوريتم از لحاظ اصلاح خطاي تخمين آن پرداخته خواهد شد. در ادامه با توجه به اينكه تكنيك DIFM مبناي رياضي پيچيده اي دارد و اجراي آن بايد با سرعت لازم انجام گيرد براي پياده سازي و اجراي آن بايد از ساختاري سخت افزاري استفاده نمود تا اين تكنيك در حداقل زمان انجام گرفته و كارايي خود را داشته باشد, لذا براي اينكه بتوان تكنيك DIFM را براي بانهاي وسيع فركانسي بكارگيري كرد ,روشهاي پردازش موازي در داخل پلتفرمهاي مبتني بر FPGA را تبيين نموده و با استفاده از اين روشها اين تكنيك را در FPGA پياده سازي مي‌كنيم. با تكنيك موازي سازي بكارگرفته شده در اين پايان‎نامه توانستيم پهناي باند روش DIFM را تا 1000MHz افزايش داده و همچنين به دليل ديجيتالي بودن محاسبات، خطاي تخمين را در كل باند حداكثر تا 10 برابر بهبود بخشيده و در پهناي باند 1000MHz به زير 1MHz برسانيم. واژه‌هاي كليدي : استخراج فركانس, طراحي سيستمي, پياده سازي بروش موازي

1395/09/20