1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1 目的及意义
白噪声是指在较宽的频率范围内,各等带宽的频带所含的噪声能量相等的噪声。一般在物理上把它翻译成白噪声。白噪声或白杂讯,是一种功率频谱密度为常数的随机信号或随机过程。换句话说,此信号在各个频段上的功率是一样的,由于白光是由各种频率(颜色)的单色光混合而成,因而此信号的这种具有平坦功率谱的性质被称作是“白色的”,此信号也因此被称作白噪声。相对的,其他不具有这一性质的噪声信号被称为有色噪声。理想的白噪声具有无限带宽,因而其能量是无限大,这在现实世界是不可能存在的。实际上,我们常常将有限带宽的平整讯号视为白噪音,因为这让我们在数学分析上更加方便。然而,白噪声在数学处理上比较方便,因此它是系统分析的有力工具。一般,只要一个噪声过程所具有的频谱宽度远远大于它所作用系统的带宽,并且在该带宽中其频谱密度基本上可以作为常数来考虑,就可以把它作为白噪声来处理。例如,热噪声和散弹噪声在很宽的频率范围内具有均匀的功率谱密度,通常可以认为它们是白噪声。如果一个噪声,它的幅度分布服从高斯分布,而它的功率谱密度又是均匀分布的,则称它为高斯白噪声。
高斯随机白噪声是一种常见的信号形式,在信号分析和处理中有重要的价值。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、自动控制、工业测量和航空航天等系统普遍存在随机噪声,其中高斯白噪声最为常见,对实际应用造成了严重危害。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。为了克服噪声的影响,在使用前对设备进行了抗噪声模拟,因此需要人为的产生高斯白噪声。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 研究(设计)的基本内容、目标
1). 查找近年文献,了解fpga实现高斯白噪声的发展状况以及相关理论技术。掌握fpga实现高斯白噪声发生器的方法。
2). 分析与设计高斯白噪声发生器的模块化方案,了解所用到的算法,如产生伪随机序列的m序列发生算法、有限长单位冲激响应滤波的fir滤波算法和用于信号合成的dds算法等。并且在quartusii软件上实现相应的仿真分析。验证时序,逻辑等功能。
3. 研究计划与安排
1-3 周:按着毕业设计的要求,查阅相关参考文献,撰写开题报告;
4-5周: 查找有关资料,了解实现高斯白噪声发生器中fir滤波算法、m序列发生算法和dds算法等;
6-7周:在quartusii上建立工程,将各个算法模块化,对电路进行设计与输入(原理图、状态转移图、波形);
4. 参考文献(12篇以上)
[1] wieczorek, p.z.dual-metastability .fpga-based true random number generator[j].electronicsletters, 2013,49(12).
[2] alimohammad,amirhossein, fard, saeed fouladi.fpga-based biterror rate performance measurement of wireless systems[j].ieee transactionson very large scale integration (vlsi) systems, 2014,22(7).
[3] gutierrez, r; torres, v; valls, j.hardwarearchitecture of a gaussian noise generator based on the inversion method[j]. ieeetransactions on circuits and systems ii. express briefs,2012, 59(8).
