《通信原理匹配濾波器課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《通信原理匹配濾波器課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容（25頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 目 錄 第1章 緒論 1 1.1 課題背景和意義 1 1.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 第2章 最佳接收機(jī)概述 2 2.1 最佳接收機(jī)的結(jié)構(gòu) 2 2.2 匹配濾波器傳輸特性 2 2.3 匹配濾波器的結(jié)構(gòu) 3 2.4 最佳接收機(jī)的誤碼性能 4 2.4.1 最佳接收機(jī)的誤碼性能分析 4 2.4.2 最佳接收機(jī)與非最佳結(jié)構(gòu)的比較 5 第3章 最佳接收機(jī)的MATLAB實(shí)現(xiàn) 7 3.1 設(shè)計(jì)思路 7 3.2 實(shí)現(xiàn)過(guò)程 7 3.2.1 數(shù)字信號(hào)輸入模塊的實(shí)現(xiàn) 7 3.2.2 數(shù)字信號(hào)處理模塊的實(shí)現(xiàn) 9 3.2.3 數(shù)字輸出模塊的實(shí)現(xiàn) 10 3.3 仿真結(jié)果 10 3.

2、4 仿真結(jié)果分析 11 第4章 最佳接收機(jī)的VHDL實(shí)現(xiàn) 12 4.1 設(shè)計(jì)思路 12 4.2 實(shí)現(xiàn)過(guò)程 13 4.2.1 信號(hào)發(fā)生電路的實(shí)現(xiàn) 13 4.2.2 定時(shí)電路的實(shí)現(xiàn) 13 4.2.3 匹配濾波電路的實(shí)現(xiàn) 14 4.2.4 判決電路的實(shí)現(xiàn) 15 4.3 仿真結(jié)果 15 4.4 仿真結(jié)果分析 16 第5章 結(jié)束語(yǔ) 17 參考文獻(xiàn) 18 附錄一 最佳接收機(jī)MATLAB代碼 19 附錄二 最佳接收機(jī)VHDL代碼 21 第1章 緒論 1.1 課題背景和意義 近十幾年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)，人工智能，模式識(shí)別的信號(hào)處理等技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字通信系統(tǒng)得到了

3、廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)閿?shù)字通信有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）數(shù)字信號(hào)便于存儲(chǔ)、處理 、抗干擾能力強(qiáng)； （2）數(shù)字信號(hào)便于交換和傳輸； （3）可靠性高，傳輸過(guò)程中的差錯(cuò)可以設(shè)法控制； （4）數(shù)字信號(hào)易于加密且保密性強(qiáng)； 隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展, 提高數(shù)字通信的可靠性是人們一直關(guān)心的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,數(shù)字信號(hào)在信道的傳輸過(guò)程中，會(huì)受到噪聲干擾，雖然人們可以通過(guò)信道編碼降低傳輸過(guò)程中的誤碼率，但是噪聲仍然是不可避免的，由于信道中噪聲干擾而引起數(shù)字信號(hào)波形失真，在接收端會(huì)產(chǎn)生誤判。在通信系統(tǒng)的理論分析中，特別是在分析、計(jì)算系統(tǒng)抗噪聲性能時(shí)，經(jīng)常假定系統(tǒng)中信道噪聲（即前述的起伏噪聲）為高斯型白噪聲。其原

4、因在于，一是高斯型白噪聲可用具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式表述，便于推導(dǎo)分析和運(yùn)算；二是高斯型白噪聲確實(shí)反映了實(shí)際信道中的加性噪聲情況，比較真實(shí)地代表了信道噪聲的特性。因此接收系統(tǒng)的抗噪聲能力決定了一個(gè)通信系統(tǒng)的優(yōu)劣，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者一直致力于研究在隨機(jī)干擾存在的情況下如何最好地接收數(shù)字信號(hào)。 1.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)的接收設(shè)備可以視作一個(gè)判決裝置，它由一個(gè)線性濾波器和一個(gè)判決電路構(gòu)成，如圖1.1所示，線性濾波器對(duì)信號(hào)處理，輸出某個(gè)物理量提供給判決電路，以便判決電路對(duì)接收信號(hào)中所包含的某個(gè)發(fā)送信號(hào)作出盡可能正確的判決，理論和實(shí)踐都已證明：在高斯白噪聲干擾下，如果濾波器的輸出端在某一時(shí)刻上使

5、信號(hào)的瞬時(shí)功率與白噪聲平均功率之比達(dá)到最大，就可以使判決電路出現(xiàn)錯(cuò)誤判決的概率最小，這樣的線性濾波器的稱為匹配濾波器。所以匹配濾波器是最大輸出信噪比意義下的最佳線性濾波器，用匹配濾波器構(gòu)成的接收機(jī)是滿足最大輸出信噪比準(zhǔn)則的最佳接收機(jī)，也稱匹配濾波接收機(jī)。在白噪聲條件下，這樣的接收機(jī)能得到最小的誤碼率。 線性濾波器 判決電路 圖1-1 簡(jiǎn)化的接收機(jī)結(jié)構(gòu) 本課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為通過(guò)研究加性高斯白噪聲信道下用匹配濾波器構(gòu)成的最佳接收機(jī)的結(jié)構(gòu)及其抗噪聲性能，分別用MATLAB和VHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)最佳接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 第2章 最佳接收機(jī)概述 已知的最佳接收機(jī)結(jié)構(gòu)分為多種，

6、但最常用的是由匹配濾波器構(gòu)成的最佳接收機(jī)，本章節(jié)主要介紹匹配濾波器的原理和最佳接收機(jī)的結(jié)構(gòu)。 2.1 最佳接收機(jī)的結(jié)構(gòu) 二元數(shù)字信號(hào)的最佳接收機(jī)框圖如圖2-2所示。 發(fā)送段在任意一個(gè)碼元間隔內(nèi)發(fā)送兩個(gè)波形、中的一個(gè)，接收機(jī)上、下兩個(gè)支路的匹配濾波器分別對(duì)這兩個(gè)波形匹配，所以當(dāng)發(fā)送端發(fā)送波形時(shí)，上支路匹配濾波器在取樣時(shí)刻輸出最大值，當(dāng)發(fā)送端發(fā)送波形時(shí)下支路匹配濾波器在取樣時(shí)刻輸出最大值，而與接收信號(hào)不匹配的濾波器在取樣時(shí)刻輸出的值小于。所以判決器的任務(wù)是根據(jù)上、下兩支路取樣值的大小進(jìn)行判決，如上支路取樣值打大，認(rèn)為接收到的信號(hào)為；如下支路取樣值大，認(rèn)為接收到的信號(hào)為。 的匹配

7、濾波器 的匹配濾波器 判決 輸出 圖2-1 由匹配濾波器實(shí)現(xiàn)的最佳接收機(jī)結(jié)構(gòu) 2.2 匹配濾波器傳輸特性 設(shè)匹配濾波器的輸入信號(hào)為，是由接收信號(hào)和噪聲兩部分構(gòu)成，即，在表達(dá)式中是白噪聲，雙邊功率譜密度為，而信號(hào)的頻譜函數(shù)為。 根據(jù)線性疊加原理，匹配濾波器的輸出 也由信號(hào)和噪聲兩部分構(gòu)成，即 （2-1） 設(shè)的頻譜為 ，根據(jù)信號(hào)與系統(tǒng)理論得 （2-2） 求的傅里葉反變換，可得到輸出信號(hào)為

8、 （2-3） 輸出噪聲的功率譜密度為 （2-4） 匹配濾波器在時(shí)刻的輸出信號(hào)值為 （2-5） 則在時(shí)刻輸出信號(hào)的瞬時(shí)功率為，輸出噪聲平均功率為 （2-6） 所以時(shí)刻輸出的信噪比為 （2-7） 根據(jù)許瓦茲不等式 （2-8） 可以得到 （2-9） 當(dāng)時(shí)等式

9、成立，這就是所要求的匹配濾波器的傳輸特性，由上式可知，輸出信噪比最大的濾波器的傳輸特性與信號(hào)頻譜的共軛成正比，故這種濾波器稱為匹配濾波器。 2.3 匹配濾波器的結(jié)構(gòu) 匹配濾波器的沖激響應(yīng)為 （2-10） 兩邊取傅立葉反變換，得到 （2-11） 如果輸入信號(hào)是實(shí)信號(hào)，則。 假設(shè)符號(hào)的傳輸速率，則在接收端同樣地我們需要每隔時(shí)間進(jìn)行一次判決，因此我們希望在每時(shí)刻的輸出信噪比最大，將上述的用帶入，得到匹配濾波器如下： （2-12

10、） 當(dāng)接收端輸入為時(shí),在相對(duì)于的匹配濾波器端輸出信號(hào) （2-13） 當(dāng)時(shí)，得到 （2-14） 式（2-14）說(shuō)明相對(duì)于匹配濾波器的輸出信號(hào)在形式上與輸入信號(hào)和乘積的積分相同，則匹配濾波器在取樣時(shí)刻的輸出值可以用乘積與積分這樣的相關(guān)運(yùn)算來(lái)求得，匹配濾波器的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖2-1所示。 圖2-2 匹配濾波器的實(shí)現(xiàn)過(guò)程 2.4 最佳接收機(jī)的誤碼性能 2.4.1 最佳接收機(jī)的誤碼性能分析 由于噪聲的影響，最佳接收機(jī)在判決時(shí)也會(huì)發(fā)生錯(cuò)判，接收機(jī)

11、發(fā)生錯(cuò)判的可能性大小用誤碼率來(lái)衡量，由圖2-1可知，判決器的任務(wù)就是比較上，下兩支路積分值的大小并作出判決。其判決規(guī)則如下： （1） 如果上支路積分值大，判為； （2） 如果下支路積分值大，判為； 由于噪聲的影響，判決器會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤判決，有兩種錯(cuò)判情況： （1） 當(dāng)發(fā)送端發(fā)送，判決器判為，此誤碼率記為； （2） 當(dāng)發(fā)送端發(fā)送，判決器判為，此誤碼率記為； 根據(jù)全概率公式，最佳接收機(jī)的平均誤碼率為 （2-15） 下面我們首先求發(fā)出判成的概率，令判決量V為上支路積減下支路的積分值，由圖2-1和圖2-2可知V的表達(dá)式為：

12、 （2-16） 當(dāng)V<0時(shí)，判決其判為，發(fā)生錯(cuò)判，所以V<0的概率就是發(fā)錯(cuò)判成的概率，V是一個(gè)隨機(jī)量，想要求,就得求出V的概率密度函數(shù)。 因?yàn)樵肼暿橇憔档母咚乖肼?，而V僅是的積分運(yùn)算，所以V是一個(gè)高斯隨機(jī)變量，V的均值為，其中是信號(hào)的能量，。V的方差為。 所以高斯隨機(jī)變量V的概率密度函數(shù)為 （2-17） 當(dāng)兩個(gè)信號(hào)和等概且等能量時(shí)，發(fā)錯(cuò)判成的概率等于錯(cuò)判成的概率，則由平均誤碼率公式可得最佳接收機(jī)的誤碼率： （2-18） 2.4.2 最佳接收機(jī)與非最佳結(jié)構(gòu)的比較 最佳系統(tǒng)與普通

13、接收機(jī)兩者之間的差別在普通接收機(jī)并沒(méi)有充分利用碼元時(shí)間內(nèi)的信號(hào)，而只是取了其中的一個(gè)點(diǎn)作為判決，而最佳接收機(jī)充分利用了整個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)的信號(hào)（信息）。 在理想情況下（即信道是無(wú)限寬的），兩者是等價(jià)的。但是在實(shí)際應(yīng)用中，最佳接收機(jī)比普通接收機(jī)性能好，非最佳接收機(jī)的性能由信噪比來(lái)體現(xiàn)。其中，（是信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通后的信噪比）。 例如，2PSK普通接收系統(tǒng)的誤碼率為，而2PSK 最佳接收系統(tǒng)的誤碼率 ，其中而非最佳系統(tǒng)的，這里B是帶通的帶寬。 因此，只有當(dāng)帶通帶寬時(shí)，第六章所述的接收機(jī)才與最佳接收機(jī)性能一樣。然而，實(shí)際系統(tǒng)中，帶通濾波器的帶寬要求信號(hào)完全通過(guò)（即對(duì)信號(hào)不造成失真）。假設(shè)基帶信號(hào)波形

14、為矩形的話，則是基帶信號(hào)頻譜的第一個(gè)零點(diǎn)，如果帶通濾波器帶寬為，則信號(hào)的失真太大，達(dá)不到實(shí)際接收系統(tǒng)的帶通要求。因此，實(shí)際系統(tǒng)的性能肯定要比最佳接收系統(tǒng)的性能差。 最佳接收系統(tǒng)相當(dāng)于是最小帶通帶寬的接收機(jī)，因此進(jìn)入判決的噪聲也小。接收系統(tǒng)為了讓信號(hào)盡可能通過(guò)，因此在接收機(jī)前端的帶通濾波器帶寬適當(dāng)放大，而相關(guān)接收機(jī)相當(dāng)于將信號(hào)全部通過(guò)，噪聲進(jìn)行再次的濾波，因此性能自然得到改善。  第3章 最佳接收機(jī)的MATLAB實(shí)現(xiàn) MATLAB 是一種用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，在數(shù)學(xué)信號(hào)處理中使用 MATLAB可以更快地解決技術(shù)計(jì)算問(wèn)題，因

15、此得到了廣泛的應(yīng)用。本章節(jié)的內(nèi)容是介紹用MATLAB實(shí)現(xiàn)由匹配濾波器構(gòu)成的二元數(shù)字信號(hào)的最佳接收機(jī)的過(guò)程。 3.1 設(shè)計(jì)思路 本課程設(shè)計(jì)的目的是用MATLAB實(shí)現(xiàn)由匹配濾波器構(gòu)成的二元數(shù)字信號(hào)的最佳接收機(jī)，接收信號(hào)為帶高斯白噪聲的二進(jìn)制數(shù)字序列，其碼型為雙極性不歸零碼，每個(gè)碼元的寬度為,再將次此序列與所要匹配的信號(hào)相乘卷積得到輸出結(jié)果，由以上分析可知整個(gè)匹配濾波器系統(tǒng)分為三個(gè)模塊： （1）數(shù)字信號(hào)輸入模塊：產(chǎn)生帶加性高斯白噪聲的二進(jìn)制數(shù)字序列； （2）數(shù)字信號(hào)處理模塊：將輸入的二進(jìn)制數(shù)字序列與本地的匹配信號(hào)信號(hào)相乘卷積； （3）數(shù)字信號(hào)輸出模塊：將處理的結(jié)果和沒(méi)有經(jīng)過(guò)匹配處理的原輸入

16、信號(hào)分別輸出，方便對(duì)比分析； 因此，匹配濾波接收機(jī)的設(shè)計(jì)流程圖如圖3-1所示： 帶加性高斯白噪聲的 二進(jìn)制輸入信號(hào) 輸入信號(hào)與匹配信號(hào) 的相關(guān)運(yùn)算處理 處理結(jié)果 的輸出 圖3-1 匹配濾波接收機(jī)的設(shè)計(jì)流程圖 3.2 實(shí)現(xiàn)過(guò)程 3.2.1 數(shù)字信號(hào)輸入模塊的實(shí)現(xiàn) MATLAB中產(chǎn)生高斯白噪聲的兩個(gè)函數(shù) 在MATLAB中產(chǎn)生高斯白噪聲非常方便，可以直接應(yīng)用兩個(gè)函數(shù)，一個(gè)是WGN，另一個(gè)是AWGN。WGN用于產(chǎn)生高斯白噪聲，AWGN則用于在某一信號(hào)中加入高斯白噪聲。也可以直接應(yīng)用randn函數(shù)產(chǎn)生高斯分布序列，本課程設(shè)計(jì)中采用randn函數(shù)nt， 用語(yǔ)句nt=r

17、andn(1,1000);產(chǎn)生一個(gè)1行1000列的高斯白噪聲的矩陣。其波形圖如圖3-2所示： 從圖3-2可以看出，所得到的白噪聲是隨機(jī)的，滿足課程設(shè)計(jì)對(duì)噪聲的要求。 產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字序列，首先要設(shè)置序列的相關(guān)參數(shù)：碼型，碼元個(gè)數(shù)N，碼元寬度Ts，每個(gè)碼元內(nèi)的抽樣個(gè)數(shù)N_sample,用語(yǔ)句Ts = 1;設(shè)置碼元的時(shí)間寬度，N_sample = 10;設(shè)置每個(gè)碼元內(nèi)的抽樣個(gè)數(shù)，N = 100;設(shè)置碼元個(gè)數(shù)，dt = Ts/N_sample;設(shè)置每個(gè)抽樣點(diǎn)之間的間隔 ，gt = ones(1,N_sample);設(shè)置碼型，此為不歸零碼型。 圖3-2 白噪聲的仿真波形圖

18、 可以利用隨機(jī)序列產(chǎn)生基帶信號(hào)，首先定義一個(gè)1行N列的雙極性隨機(jī)序列，再將該隨機(jī)序列拓展，即在兩個(gè)數(shù)據(jù)之間插入N_sample-1個(gè)0值，最后與全1矩陣相乘卷積。用da = sign(randn(1,N));產(chǎn)生一個(gè)隨即序列，st = sigexpand(da,N_sample); 其中sigexpand函數(shù)是定義的一個(gè)拓展函數(shù)，其作用將輸入d進(jìn)行擴(kuò)張，方法是在d的每個(gè)數(shù)據(jù)中插入M-1個(gè)零值。使st從隨機(jī)序列到基帶信號(hào),st = st(1:length(st)-N_sample+1);st = conv(st,gt);將拓展后的結(jié)果與全1矩陣卷積得到了二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)。 圖3

19、-3 輸入波形仿真波形圖 所得到的仿真波形如圖3-3所示，從圖3-3中可以看出輸入的數(shù)字序列是雙極性不歸零碼。 由于是加性高斯白噪聲，則可以直接加到二進(jìn)制序列中，用語(yǔ)句xt=nt+st實(shí)現(xiàn)，得到的仿真波形如圖3-4所示： 從圖3-4帶噪聲信號(hào)的仿真波形圖可以看出，二進(jìn)制數(shù)字序列在噪聲的干擾下會(huì)產(chǎn)生一定程度的失真。 圖3-4 帶噪聲信號(hào)的仿真波形圖 3.2.2 數(shù)字信號(hào)處理模塊的實(shí)現(xiàn) 此模塊的功能是將輸入的二進(jìn)制數(shù)字序列與匹配信號(hào)相乘卷積，這里的匹配信號(hào)的表達(dá)式為，其代碼為r1t = conv(xt,h1t); 把r1t定義為匹配濾波器的沖激響應(yīng)。 圖3-5

20、 匹配濾波輸出的仿真波形圖 從圖3-5可以看出，匹配濾波器輸出的波形在整個(gè)過(guò)程中都會(huì)發(fā)生改變，在判斷一個(gè)信號(hào)時(shí)充分利用了一個(gè)碼元在整個(gè)碼元寬度內(nèi)的值，這樣就可以減少噪聲的干擾。 為了對(duì)比分析處理信號(hào)和未處理信號(hào)，同時(shí)也需要將二進(jìn)制序列進(jìn)行普通的低通濾波，其代碼為h2t = 5*sinc(5*(t-5)/Ts);把h2t定義為理想低通濾波器中的沖激響應(yīng)。 圖3-6 理想低通濾波后的輸出仿真波形圖 從圖3-6可以看出，理想低通濾波后的輸出波形只是在每個(gè)碼元開(kāi)始的時(shí)刻發(fā)生改變，這樣受噪聲的影響就很大，很容易發(fā)生錯(cuò)判。 3.2.3 數(shù)字輸出模塊的實(shí)現(xiàn) 二進(jìn)制數(shù)字序列經(jīng)過(guò)處理

21、后，需要經(jīng)過(guò)抽樣判決，然后再生成碼元作為輸出信號(hào)，抽樣判決的周期為Ts，由于輸入的信號(hào)為雙極性不歸零碼，則判決門限為0，如果抽樣值大于0判為1，小于0則判為-1，其代碼為re1da= r1t(N_sample:N_sample:end);stem(n,re1da(1:N));還有低通濾波的輸出，代碼re2da= r2t(N_sample/2:N_sample:end);stem(n-5,re2da(1:N));將低通濾波器的輸出結(jié)果抽樣輸出。 3.3 仿真結(jié)果 從圖3-7理想低通濾波后的抽樣輸出仿真波形圖中可以看出，在有加性高斯白噪聲的干擾下，實(shí)際接收機(jī)所接收到的信號(hào)是通過(guò)理想低通濾波器的

22、信號(hào)，與原輸入信號(hào)有一定的差別，存在著誤差，且誤差是隨機(jī)性的，說(shuō)明實(shí)際接收機(jī)的抗噪聲性能比較低。 從圖3-8匹配濾波的抽樣輸出仿真波形圖中可以看出，匹配濾波器的輸出信號(hào)雖然在一定程度上與原輸入信號(hào)不同，但是誤碼個(gè)數(shù)已經(jīng)大大減少，可見(jiàn)匹配濾波器具有較高的抗噪聲能力。 圖3-7 理想低通濾波后的抽樣輸出仿真波形圖 圖3-8 匹配濾波的抽樣輸出仿真波形圖 3.4 仿真結(jié)果分析 把圖3-3輸入數(shù)字序列仿真波形和圖3-7理想低通濾波抽樣輸出的仿真波形進(jìn)行對(duì)比，可以看出理想低通濾波輸出的20個(gè)碼元中出現(xiàn)了6個(gè)錯(cuò)誤碼元，再把圖3-3輸入數(shù)字序列仿真波形和圖3-8匹配濾波抽樣輸出

23、的仿真波形進(jìn)行對(duì)比，可以看出匹配濾波輸出的20個(gè)碼元中出現(xiàn)了沒(méi)有錯(cuò)誤碼元，這說(shuō)明最佳接收機(jī)的誤碼率比實(shí)際接收機(jī)的誤碼率大大減少了，和理論分析是相符合，說(shuō)明此設(shè)計(jì)方案是可行且具有實(shí)際意義的。  第4章 最佳接收機(jī)的VHDL實(shí)現(xiàn) 現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展隨著VHDL等設(shè)計(jì)語(yǔ)言的出現(xiàn)和ASIC的應(yīng)用也進(jìn)入了一個(gè)新的階段，VHDL硬件描述語(yǔ)言作為一個(gè)規(guī)范語(yǔ)言和建模語(yǔ)言，其對(duì)系統(tǒng)行為或流程的描述就是一個(gè)建模過(guò)程，采用在普通的數(shù)字通信系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上建立能滿足VHDL設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性模型的設(shè)計(jì)方法，可以加速數(shù)字通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率，降低設(shè)計(jì)成本，所以這種方法在數(shù)字通信系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，本章節(jié)主要內(nèi)

24、容為最佳接收機(jī)系統(tǒng)的VHDL實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 4.1 設(shè)計(jì)思路 本課程設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)字序列的匹配濾波器，由前面的理論分析可知，匹配濾波器的匹配信號(hào)與接收信號(hào)的值相同時(shí)，在抽樣判決時(shí)刻輸出信號(hào)的模最大，而接收信號(hào)與匹配信號(hào)不同時(shí)則被盡可能的抑制掉，所以實(shí)現(xiàn)匹配濾波器也可以轉(zhuǎn)換成兩個(gè)數(shù)字信號(hào)之間的相關(guān)運(yùn)算，即比較等長(zhǎng)度的兩個(gè)數(shù)字序列之間有多少位相同，多少位不同，然后設(shè)置判決門限，通過(guò)相同位數(shù)的個(gè)數(shù)來(lái)判斷信號(hào)的值。 本課程設(shè)計(jì)以QPSK信號(hào)為輸入信號(hào)，用VHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)QPSK的基于匹配濾波器的最佳接收機(jī)， QPSK信號(hào)有四種值“00”“01”“10”“11”,其分別對(duì)應(yīng)的載波圖形編碼和波形

25、編號(hào)如表4-1所示： 表4-1 QPSK信號(hào)與其載波圖形列表 輸入信號(hào) 載波波形編碼 波形編號(hào) 00 1100 0 01 1001 1 10 0011 2 11 0110 3 對(duì)符號(hào)過(guò)采樣率為4，設(shè)定判決門限為3。 由以上分析，可以知道整個(gè)最佳接收機(jī)系統(tǒng)分為四個(gè)模塊： （1）信號(hào)發(fā)生電路：此模塊的功能是產(chǎn)生二進(jìn)制數(shù)字序列，并加入加性高斯白噪聲作為匹配濾波器的接收信號(hào)； （2）定時(shí)電路：每經(jīng)過(guò)4個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)上升沿定系統(tǒng)的判決電路輸出判決結(jié)果，然后從零重新開(kāi)始計(jì)數(shù)； （3）匹配濾波電路：完成接收信號(hào)與四個(gè)匹配信號(hào)之間的相關(guān)運(yùn)算，并分別

26、累計(jì)接收信號(hào)與四個(gè)匹配信號(hào)之間相同的位數(shù)，作為結(jié)果輸出； （4）判決電路：根據(jù)匹配濾波器的輸出結(jié)果和判決門限判斷接收信號(hào)，將判決結(jié)果作為輸出端的輸出信號(hào)； 根據(jù)上述內(nèi)容，可以得到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖如圖4-1所示： 信號(hào)發(fā)生電路 匹配濾波電路 定時(shí)電路 判決電路 輸出 圖4-1 匹配濾波器設(shè)計(jì)流程圖 4.2 實(shí)現(xiàn)過(guò)程 4.2.1 信號(hào)發(fā)生電路的實(shí)現(xiàn) 由于本課程設(shè)計(jì)所討論的是在高斯白噪聲條件下最佳接收機(jī)的誤碼性能，系統(tǒng)要求有高斯白噪聲的產(chǎn)生，可以采用偽隨機(jī)序列產(chǎn)生高斯白噪聲，其代碼見(jiàn)附錄，得到的仿真波形如圖4-2所示： 圖4-2 白噪聲產(chǎn)生器VHDL

27、實(shí)現(xiàn)仿真波形圖 從圖4-2可以看出，在使能信號(hào)為高電平的情況下，輸出端會(huì)輸出一個(gè)隨機(jī)的數(shù)字序列，在系統(tǒng)中作為白噪聲信號(hào)。 因?yàn)槭羌有愿咚拱自肼?，所以可直接將二進(jìn)制信號(hào)序列與高斯白噪聲進(jìn)行模2加，所得到的結(jié)果作為輸入信號(hào)發(fā)送給匹配濾波器，其代碼見(jiàn)附錄，仿真波形如圖4-3所示： 圖4-3 輸入信號(hào)仿真波形圖 從圖4-3輸入信號(hào)仿真波形圖中可以看出，當(dāng)輸入信號(hào)加入加性高斯白噪聲時(shí)會(huì)產(chǎn)生波形的失真，而最佳接收機(jī)需要盡可能的減小波形失真帶了的誤判。 4.2.2 定時(shí)電路的實(shí)現(xiàn) 此電路的功能是將系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行處理，可以采用計(jì)數(shù)器的方式實(shí)現(xiàn)，每當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘上升沿時(shí)刻，計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)計(jì)

28、數(shù)器從0加到3時(shí)，則系統(tǒng)判決電路工作，并且計(jì)數(shù)器清零，重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，其代碼如下： if clkevent and clk=1 then –系統(tǒng)時(shí)鐘為上升沿 if start=0 then cnt<="00";cnt1<=0;cnt2<=0;cnt3<=0;cnt4<=0;tmp<=0;--系統(tǒng)復(fù)位，定時(shí)器清零 else case cnt is when "00" =>………--第一個(gè)狀態(tài) when "01" =>………--第二個(gè)狀態(tài) when "10" =>………--第三個(gè)狀態(tài) when "11" =>………--第四個(gè)狀態(tài) when others

29、=>null; end case; cnt<=cnt+1;--定時(shí)器加1 4.2.3 匹配濾波電路的實(shí)現(xiàn) 當(dāng)接收端接收到信號(hào)發(fā)生電路的二進(jìn)制數(shù)字序列后，匹配濾波器需要將輸入信號(hào)分別與四個(gè)匹配信號(hào)做相關(guān)運(yùn)算，并將四個(gè)不同的累加結(jié)果作為輸出信號(hào)給判決電路。一位相關(guān)器可以由同或門實(shí)現(xiàn)，用1表示該數(shù)據(jù)位相同，用0表示該數(shù)據(jù)位不同，每個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘上升沿時(shí)刻匹配濾波電路就會(huì)接收到一個(gè)一位的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，根據(jù)定時(shí)電路的狀態(tài)和相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位做相關(guān)運(yùn)算，如果定時(shí)電路的狀態(tài)不為“00”則繼續(xù)比較下一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，并將相關(guān)運(yùn)算結(jié)果累加，如果定時(shí)電路的狀態(tài)為“00”則累加器清零，其代碼分析如下： wh

30、en "00" => if x_in=1 then cnt1<=1;cnt2<=1;cnt3<=0;cnt4<=0;--第一位數(shù)據(jù)為1時(shí)的各相關(guān)運(yùn)算結(jié)果 else cnt1<=0;cnt2<=0;cnt3<=1;cnt4<=1;--第一位數(shù)據(jù)為0時(shí)的各相關(guān)運(yùn)算結(jié)果 end if; when "01" => if(x_in=1)then--第二位數(shù)據(jù)為1時(shí)各累加器的結(jié)果 cnt1<=cnt1+1;cnt2<=cnt2;cnt3<=cnt3;cnt4<=cn

31、t4+1; else --第二位數(shù)據(jù)為0時(shí)各累加器的結(jié)果 cnt1<=cnt1;cnt2<=cnt2+1;cnt3<=cnt3+1;cnt4<=cnt4;end if; when "10" =>if(x_in=1)then--第三位數(shù)據(jù)為1時(shí)各累加器的結(jié)果 cnt1<=cnt1;cnt2<=cnt2;cnt3<=cnt3+1;cnt4<=cnt4+1; else --第三位數(shù)據(jù)為0時(shí)各累加器的結(jié)果 cnt1<=cnt1+

32、1; cnt2<=cnt2+1;cnt3<=cnt3; cnt4<=cnt4;end if; when "11" => if(x_in=1)then--第四位數(shù)據(jù)為1時(shí)各累加器的結(jié)果 cnt1<=cnt1;cnt2<=cnt2+1;cnt3<=cnt3+1;cnt4<=cnt4; else --第四位數(shù)據(jù)為0時(shí)各累加器的結(jié)果 cnt1<=cnt1+1;cnt2<=cnt2;cnt3<=cnt3;cnt4<=cnt4+1;end if; 所得到的仿真波形如圖4-5所示： 圖4-

33、4 匹配濾波電路VHDL實(shí)現(xiàn)仿真波形圖 從圖4-4可以看出，輸入信號(hào)x_in二進(jìn)制數(shù)字序列為“0011 1100 1001 0011 ………”，累加器cnt1,cnt2,cnt3分別對(duì)應(yīng)波形編號(hào)0,1,2，從表4-1可知，輸入序列對(duì)應(yīng)的波形編號(hào)為“2 0 1 2………”，對(duì)應(yīng)的，第一個(gè)4個(gè)系統(tǒng)周期后累加器cnt3的值為‘4’，第二個(gè)4個(gè)系統(tǒng)周期后累加器cnt1的值為‘4’，第三個(gè)4個(gè)系統(tǒng)周期后累加器cnt2的值為‘4’，第四個(gè)4個(gè)系統(tǒng)周期后累加器cnt3的值為‘4’，說(shuō)明此匹配濾波電路設(shè)計(jì)方案是可行的。 4.2.4 判決電路的實(shí)現(xiàn) 當(dāng)定時(shí)電路的狀態(tài)為“11”時(shí)，判決電路根據(jù)接收到的4

34、個(gè)累加結(jié)果與判決門限相比較，得到判決結(jié)果，將判決結(jié)果做為輸出信號(hào)，其代碼分析如下： if(cnt1>2) then tmp<=0;--當(dāng)cnt1的值大于2時(shí)，判決結(jié)果為‘0’ elsif(cnt2>2) then tmp<=1; --當(dāng)cnt2的值大于2時(shí)，判決結(jié)果為‘1’ elsif(cnt3>2) then tmp<=2; --當(dāng)cnt3的值大于2時(shí)，判決結(jié)果為‘2’ else tmp<=3; end if; --當(dāng)cnt4的值大于2時(shí)，判決結(jié)果為‘3’ 4.3 仿真結(jié)果 圖4-5 最佳接收機(jī)VHDL實(shí)現(xiàn)仿真波形圖 在圖4-5中，信號(hào)端口indata為輸入

35、的二進(jìn)制序列，相當(dāng)于通信系統(tǒng)中發(fā)送端的原始信號(hào)，信號(hào)端口xt為加入加性高斯白噪聲的輸入信號(hào)，相當(dāng)于通信系統(tǒng)中接收端接收到的信號(hào)，信號(hào)端口outdata為最佳接收機(jī)的輸出信號(hào)（最佳接收機(jī)的輸出信號(hào)outdata滯后于輸入信號(hào)indata 4個(gè)系統(tǒng)周期，這是因?yàn)樽罴呀邮諜C(jī)是在輸入信號(hào)的結(jié)束時(shí)刻進(jìn)行取樣判決），可以從圖中看出由于噪聲的干擾，信號(hào)xt與原始信號(hào)有一定的差別，但是通過(guò)最佳接收機(jī)后與受噪聲干擾后的輸入信號(hào)xt對(duì)比，誤碼率已經(jīng)大大減少。 4.4 仿真結(jié)果分析 我們將輸入的原二進(jìn)制數(shù)字序列與最佳接收機(jī)的輸出結(jié)果作對(duì)比，分析最佳接收機(jī)系統(tǒng)的誤碼性能。從圖4-5可知，原輸入二進(jìn)制數(shù)字序列ind

36、ata為“1100 0110 0110 0110 0011 1010” ，根據(jù)表4-1可知，此數(shù)字序列對(duì)應(yīng)的波形編號(hào)為“0 3 3 3 2 1”，與最佳接收機(jī)的輸出結(jié)果相同，說(shuō)明最佳接收機(jī)在有噪聲干擾的情況下能有效的降低誤碼率，此設(shè)計(jì)方案得到的結(jié)論和理論分析相符合，說(shuō)明這個(gè)設(shè)計(jì)是可行的。  第5章 結(jié)束語(yǔ) 本課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為由匹配濾波器構(gòu)成的最佳接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，主要采用了數(shù)字通信系統(tǒng)的建模方法，首先分析匹配濾波器的原理和結(jié)構(gòu)，對(duì)最佳接收機(jī)系統(tǒng)的工作原理和流程要有透徹的理解，在這個(gè)過(guò)程中，要從信號(hào)，系統(tǒng)，模塊三個(gè)方面來(lái)研究整個(gè)模型： 信號(hào)—輸出端和輸入端的信號(hào)形式及其描述

37、； 系統(tǒng)—接收到的信號(hào)到輸出信號(hào)之間組成整個(gè)系統(tǒng)的各模塊功能及相互之間的聯(lián)系； 模塊—實(shí)現(xiàn)各種功能的具體模塊； 在對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的了解后，理清思路，明確課程設(shè)計(jì)要求，建立一個(gè)系統(tǒng)模型，然后確定設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中必須要有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維，把每一個(gè)細(xì)節(jié)都放到整個(gè)系統(tǒng)中考慮，考慮整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性、完整性、穩(wěn)定性和功能的實(shí)現(xiàn)，這樣才不會(huì)局限在細(xì)節(jié)上，才能快速的完成性能優(yōu)越的設(shè)計(jì)，但是同時(shí)也要把握細(xì)節(jié)，系統(tǒng)也是由細(xì)節(jié)構(gòu)成的，在把握整個(gè)系統(tǒng)思維的基礎(chǔ)上把握每一個(gè)細(xì)節(jié)，因?yàn)槊恳粋€(gè)細(xì)節(jié)都有可能決定整個(gè)系統(tǒng)的性能。 經(jīng)過(guò)模塊分化之后再分別用工具軟件實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊功能，要綜合考慮模塊與模塊之間的聯(lián)系，尤

38、其是在用VHDL語(yǔ)言描述電路功能時(shí)，要符合它的設(shè)計(jì)條件。 確定好設(shè)計(jì)方案后，要用工具軟件進(jìn)行仿真，仔細(xì)分析仿真結(jié)果，檢查程序代碼是否有誤，直到得到一個(gè)合理的設(shè)計(jì)結(jié)果。最終完成了基于匹配濾波器的最佳接收的MATLAB仿真和VHDL建模，且對(duì)生成的功能模塊進(jìn)行仿真獲得的結(jié)果與基本理論符合，仿真獲得成功。 整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我了解到完成一個(gè)設(shè)計(jì)的完整過(guò)程，從理論知識(shí)到模型再到模型的實(shí)現(xiàn)是我們應(yīng)該深入掌握的設(shè)計(jì)方法，這在我日后的學(xué)習(xí)中是值得借鑒的。 完成經(jīng)過(guò)整個(gè)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，在此，我想表達(dá)一下我的感激之情。 首先，感謝成都學(xué)院教務(wù)處制定了課程設(shè)計(jì)的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)習(xí)課程

39、之后全面素質(zhì)教育的重要實(shí)踐訓(xùn)練，其目的是為了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和正確的設(shè)計(jì)思想，綜合運(yùn)用所學(xué)理論、知識(shí)和技能分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我覺(jué)得自己無(wú)論在理論知識(shí)方面還是綜合實(shí)踐能力方面都得到了很大的提高。 其次，向我們的授課老師楊洪軍致以誠(chéng)摯的謝意，楊老師學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、平易近人，在本次課程設(shè)計(jì)中，遇到很多我不懂的問(wèn)題，楊老師總是耐心的給我講解，還做了相關(guān)的拓展和思維延伸，對(duì)整個(gè)課程設(shè)計(jì)的完成有很大的幫助，讓我領(lǐng)會(huì)到更高層次的看待問(wèn)題的方式，開(kāi)拓了視野，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法。 最后衷心的感謝我的同學(xué)對(duì)我的幫助，我們一起學(xué)習(xí)，一起討論，互相幫助，

40、共同進(jìn)步，他們給予了我很多無(wú)私的幫助和支持。 愿所有的老師、同學(xué)們合家歡樂(lè)，一生平安！ 參考文獻(xiàn) [1] 常華 袁鋼 常敏嘉.仿真軟件教程——Multisim和MATLAB[M].北京：清華大學(xué)，2006.11 [2] 樊昌信.通信原理[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社 2009.1 [3] 黃智偉.FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.1 [4] 楊曉惠 楊旭.FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例[M].北京：人民郵電出版社，2010.1 [5] 元紅妍 張?chǎng)?電子綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教程[M].山東：山東大學(xué)出版社，2005.11 [6] 楊曉慧 許紅梅 楊會(huì)玲

41、.電子技術(shù)EDA實(shí)踐教程[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005.8 [7] 楊恒 李愛(ài)國(guó) 王輝 王新安.FPGA/CPLD最新實(shí)用技術(shù)指南[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.1 [8] 潘松 黃繼業(yè).EDA技術(shù)實(shí)用教程[M].北京：科學(xué)出版社，2005.1 [9] 嚴(yán)曉華.現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)（第2版）[M].北京:清華大學(xué)出版社，2010.8 [10] 黃葆華 楊曉靜 牟華坤.通信原理[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.2 [11] 王旭東.MATLAB及其在FPGA中的應(yīng)用（第二版）[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2008.4 [12] 段吉海 黃智偉.基于CPLD/

42、FPGA的數(shù)字通信系統(tǒng)建模與設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.8 [13] 田耘.無(wú)線通信FPGA設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.2  附錄一 最佳接收機(jī)MATLAB代碼 % 產(chǎn)生高斯白噪聲(normal) nt=randn(1,1000); figure(1) subplot(321) plot(nt),title(白噪聲); xlabel(n); ylabel(x(n)); %s(t) Ts = 1;%每個(gè)碼元時(shí)間長(zhǎng)度 N_sample = 10;%每個(gè)碼元內(nèi)的抽樣點(diǎn)數(shù) N = 100;%碼元數(shù) dt =

43、Ts/N_sample; t = 0:dt:N_sample*N*dt-dt; gt = ones(1,N_sample);%碼型，此為不歸零碼型 da = sign(randn(1,N));%產(chǎn)生隨即序列 n = 0:N-1; st = sigexpand(da,N_sample);%從隨機(jī)序列到基帶信號(hào) st = st(1:length(st)-N_sample+1); st = conv(st,gt);%二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào) subplot(322) plot(t,st(1:length(t))); axis([0 20 -1.5 1.5]); ylabel(輸入輸入

44、雙極性NRZ波形); subplot(322) stem(n,da); axis([0 20 -1.5 1.5]); ylabel(輸入數(shù)字序列); %x(t) xt=nt+st; subplot(323) plot(t, xt), title(帶噪聲信號(hào)); xlabel(t(s)); ylabel(x(t)); %y(t) h1t = gt;%匹配濾波器中沖激響應(yīng)抽樣 h2t = 5*sinc(5*(t-5)/Ts);% 理性低通濾波器中的沖激響應(yīng) r1t = conv(xt,h1t);%匹配濾波器的輸出 subplot(324) plot(t,

45、[0 r1t(1:length(t)-1)]); axis([0 21 -1.5 1.5]); ylabel(匹配濾波器輸出); subplot(326) re1da= r1t(N_sample:N_sample:end); stem(n,re1da(1:N)); axis([0 20 -1.5 1.5]); ylabel(匹配濾波器的抽樣輸出); subplot(325) plot(t-5,[0 r2t(1:length(t)-1)]); axis([0 20 -1.5 1.5]); ylabel(理想低通濾波輸出 ); re2da= r2t(N_sample/

46、2:N_sample:end); figure,stem(n-5,re2da(1:N)); axis([0 20 -1.5 1.5]); ylabel(理想低通濾波抽樣輸出 ); function[out]=sigexpand(d,M); N=length(d); out=zeros(M,N); out(1,:)=d; out=reshape(out,1,M*N);  附錄二 最佳接收機(jī)VHDL代碼 輸入信號(hào)電路代碼： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity ps7 is--實(shí)體名 port(

47、clk,load:in std_logic; st:in std_logic; Q:out std_logic); end ps7; architecture behav of ps7 is signal c0,c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7:std_logic; begin process(clk,load) variable Q1:std_logic; begin if clkevent and clk=1 then if(load=0) then c7<=0; c6<=0; c5<=0; c4<=0; c3<=0; c2<=

48、0; c1<=1; c0<=0; Q1:=c7; else c1<=c0;c2<=c1;c3<=c2;c4<=c3;c5<=c4;c6<=c5; c7<=c6;c0<=c7 xor c4 xor c3 xor c2;--設(shè)置反饋方式 Q1:=c7; end if; end if; Q<=Q1 XOR st; end process; end behav; 匹配濾波器代碼： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; use ieee.std_log

49、ic_arith.all; entity lvbo1 is port(x_in:in std_logic; clk,start:in std_logic; y_out:out integer range 0 to 3); end lvbo1; architecture behav of lvbo1 is signal cnt1,cnt2,cnt3,cnt4,tmp:integer range 0 to 4; signal cnt:std_logic_vector(1 downto 0); begin u1:process(clk,x_in,star

50、t) begin if clkevent and clk=1 then if start=0 then cnt<="00";cnt1<=0;cnt2<=0;cnt3<=0;cnt4<=0;tmp<=0; else case cnt is when "00" => if(cnt1>2) then tmp<=0; elsif(cnt2>2) then tmp<=1; elsif(cnt3>2) then tmp<=2; else tmp<=3; end if; if

51、x_in=1 then cnt1<=1;cnt2<=1;cnt3<=0;cnt4<=0; else cnt1<=0;cnt2<=0;cnt3<=1;cnt4<=1; end if; when "01" => if(x_in=1)then cnt1<=cnt1+1;cnt2<=cnt2;cnt3<=cnt3;cnt4<=cnt4+1; else cnt1<=cnt1;

52、cnt2<=cnt2+1;cnt3<=cnt3+1;cnt4<=cnt4;end if; when "10" =>if(x_in=1)then cnt1<=cnt1;cnt2<=cnt2;cnt3<=cnt3+1;cnt4<=cnt4+1; else cnt1<=cnt1+1; cnt2<=cnt2+1;cnt3<=cnt3; cnt4<=cnt4;end if; when "11" => if(x_in=1)then cnt1<=cnt1;c

53、nt2<=cnt2+1;cnt3<=cnt3+1;cnt4<=cnt4; else cnt1<=cnt1+1;cnt2<=cnt2;cnt3<=cnt3;cnt4<=cnt4+1;end if; when others=>null; end case; cnt<=cnt+1; end if; end if; end process; y_out<=tmp; end; 最佳接收機(jī)系統(tǒng)代碼: library ieee; use ieee.std_logic_1164.all;

54、use ieee.std_logic_unsigned.all; use ieee.std_logic_arith.all; entity zuijia is port(indata,syclk,syen:in std_logic; xt:out std_logic; outdata:out integer range 0 to 3); end; architecture one of zuijia is component ps7 is port(clk,load:in std_logic; st:in std_logic;

55、 Q:out std_logic); end component; component lvbo1 is port(x_in:in std_logic; clk,start:in std_logic; y_out:out integer range 0 to 3); end component; signal xt0:std_logic; begin u1:ps7 port map(clk=>syclk,load=>syen,st=>indata,Q=>xt0); u2:lvbo1 port map(clk=>syclk,start=>syen,x_in=>xt0,y_out=>outdata); xt<=xt0; end;