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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明公开了一种基于FPGA中ROM和IP核的波峰因素可调高斯噪声实时模拟装置，在现有高斯白噪声的基础上，在标准高斯噪声产生模块中，对M1路Q位随机数利用Box‑Muller变换采用ROM将均匀随机数转为标准高斯白噪声，在波峰因素调制模块，对标准高斯白噪声进行限幅处理，得到指定波峰因素的高斯噪声，在滤波模块中对指定波峰因素的高斯噪声进行滤波，在选择模块中选择滤波前或后高斯噪声作为最终的噪声信号yi_Final进行调制，在信号调制模块中，对最终的噪声信号yi_Final进行归一化并调制，实现任意信噪比的信号输出，最后送入给DAC，得到M路噪声调制后信号的模拟信号，完成高斯噪声模拟。本发明可以通过指定的波峰因数CFp调整高斯噪声的波峰因素，从而实现波峰因素的可调。

主权项：1.一种基于FPGA中ROM和IP核的波峰因素可调高斯噪声实时模拟装置，其特征在于，包括：均匀随机数产生模块，包括M1个M序列模块，每个M序列模块由Q个并行非等周期的M序列发生器构成，每个M序列发生器输出一个m序列，一个m序列作为随机数一位，这样每个M序列模块都得到一个服从均匀分布的Q位随机数，均匀随机数产生模块输出M1路Q位随机数，其中，M1为大于等2的偶数；噪声合成模块，该模块包括标准高斯噪声产生模块、波峰因素调制模块、滤波模块、选择模块以及信号调制模块；在标准高斯噪声产生模块中，对M1路Q位随机数利用Box-Muller变换将均匀随机数转为标准高斯白噪声：对于第i以及i+1路随机数di、di+1，i＝1,3,5,…,M1-1的奇数，将第i路随机数di作为ROM的地址对ROM进行数据读取，得到随机数pi，其中，ROM存储的数据为以双精度浮点数表示ui的取值uimin到1，等间距取2Q个点，uimin＜u′imin，u′imin根据以下公式确定： 其中，CFp为指定波峰因素；将第i+1路随机数di+1看作是[-1，1]的随机数，并与定点数π相乘，通过截位把格式调整为1符号位、1整数位，其余小数位的格式，送入cordic算法核中完成三角函数的计算，得到随机数pi+1_sin和pi+i_cos；将随机数pi与随机数pi+1_sin和pi+1_cos分别相乘，即得到两组相互独立的标准高斯白噪声xi和xi+1，这样得到M1路标准高斯白噪声；在波峰因素调制模块，对于一路标准高斯白噪声xi,i＝1,2,…,m1，与上位机发送参数标准差n相乘，并与均值m相加，得到任意高斯噪声yi；对任意高斯噪声yi进行限幅处理，得到指定波峰因素的高斯噪声： 其中，CFp是指定的波峰因数；在滤波模块中包括M1个FIR滤波器，分别对M1路指定波峰因素的高斯噪声yi_CF进行滤波，得到滤波后的高斯噪声yi_Filter；在选择模块中包括M1个选择器，分别对M1路指定波峰因素的高斯噪声滤波前后高斯噪声yi_CF、yi_Filter进行选择，选择一路作为最终的噪声信号yi_Final进行调制；在信号调制模块中，对最终的噪声信号yi_Final进行归一化： 其中，为归一化的最终噪声信号，DAC_lower为DAC输出范围的下限，DAC_upper为DAC输出范围的上限；在信号调制模块中包括M1个DDS信号发生器，输出M1路DDS信号并进行归一化，得到信号DDS_Signali，用于分别对M1路归一化的最终噪声信号进行调制： 其中： 其中，Signal_noisei为噪声调制后的信号，为噪声合成模块的输出，k为噪声调制系数，K1和K2为调制参数，N为DAC位数，通过调节参数K1和K2的大小，可改变DDS信号与噪声信号yi_Final的比例关系，实现任意信噪比的信号输出；噪声输出模块，将噪声调制后的信号Signal_noisei由浮点数转换为定点数，调整到DAC的输入范围，再根据DAC的并行通道数M，从M1路浮点定点转换后的信号Signal_noisei信号中随机选取M路，送入给DAC，得到M路噪声调制后信号的模拟信号，完成高斯噪声模拟。

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百度查询： 电子科技大学 一种基于FPGA中ROM和IP核的波峰因素可调高斯噪声实时模拟装置