6.2基于FPGA的直接扩频基带调制系统设计.pdfVIP

删三：鬣纛魍联合学术似论媒 。。。 6．2基于FPGA的直接扩频基带调制系统设计 赵军陈星 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100083 摘要：本论文提出一种了空数字直接序列扩额基带调制系统的实现方案，采用YerilogH阢语言，Altefa lI和StratixEPI$25芯片具体实现了这个扩频基带调制系统，重点介绍了成 公司的集成开发环境Quartus 上，实现了高度集成化，小型化，参敷可调化． 关键词：直接序列扩频QPSK成型滤波器cordic算法 一、引言 直接序列扩频系统广泛应用于军事通信、移动通信、无线局域网等领域，具有抗干扰能力强、截获率低、 多址能力强、抗多径、必威体育官网网址性好等优点。FPGA以其高性能、以及现场修改、现场验证、现场实现的数字系 统单片化的应用优势日益成为电子设计自动化(EDA)领域的热门技术，使其能够胜任快逮复杂的通信信号处 NCO的PSK模块，节省了KOM资源和FPGA中的专用乘法器。 二、系统设计 直扩系统在发射端将要发送的信息用伪随机序列扩展到一个很宽的频带上去．在接受端用与发射螭相同 的伪随机序列对接受到的扩频信号进行解扩处理，恢复出原始的信息。 如图1，直扩发射系统闭由时钟产生器、串井转换、差分编码、伪随机序列产生器、成型滤波器和OPSK 调制器等模块组成。时钟模块用来提供单元中各功能摸块的定时，串并转换是将输入单路串行数据转换为i、 O两路并行数据。差分编码器完成双路并行数据的差分编码．伪随机序列发生器生成伪随机序列．将它与差 分编码输出的两路数据进行模2加运算．完成数据的扩频。QPSK调制器是将送入的两路数据分别与来自数 控振荡器NCO的正、余弦载波相乘，完成数字基带信号到数字中频信号的变换，然后将两路数据相加合成一 路输出，再经过数模转换．完成调制。 qBK讽撇疑 l戚挺潍渡 I 墨 |戚訾4| 孚 图I直接序列扩壤基带发射系统 一般的成型滤波的作用有两个：一是平滑波形，使调制信号频谱带外衰减加快，提高频带利用率：二是消 除码间干扰．本设计中的成型滤波器同时要完成内插的作用，使不同码速率或者频率的信号数据宰相同。成 型滤波器的频率特性一般要满足Nyquist第一定理．其中升余弦滚降特性的低通滤波器较为常用。按照最佳检 测理论，发收两端的滤波器应共轭匹配，因此，将升余弦低通滤波器的传递函数分解为两部分级联：一部分在 发射端用于波形成型，另一部分在接收端匹配滤波．每一部分成为平方根升余弦低通滤波器。 数控振荡器(Nco)在数字中频技术中己得到广泛应用。NCO在数字中频调制器中用作本振源，可以产生 完全正交的数字载波，保证调制时J、Q两路数据完全正交，消除了模拟调制由于载波的不完全芷交而造成的 Rotation 调制信号星座的畸变。产生NCO样本的方法主要有两种：查表法和CORDIC(CoordinateDigital 162 6 FPGA技术的应用 算法己受到了越来越多的膏睐。其基奉思想是通过一系列逐次递减的、与运算基数相关角度的往复偏摆以逼 近晟终需要达到的旋转角度。该算法仅利用加法和移位两种运算通过迭代方式进行矢量旋转，可以用来计算 正弦、余弦、极坐标和直角坐标变换与反变换、反正切、矢量求模，根适合在FPGA中实现，而且它在实现 NCO的同时，还可以实现混频器的功能。 QPSK调制又分为调制法和选相法[4】，我们这里选用调制法，节省了FPGA的逻辑资源。 三、设计所用的算法 1。差分编码 格雷码差分编码，另一种是自然码差分编码。本设计选用前者，将串并转换每符号时钟周期输出的