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数字中频调制解调系统的设计与实现

时间:2014-12-28  来源:扁平线圈电感厂家  点击:


在硬件电路实现时,MSK基带调制(图中实线部分)在FPGA中实现,当接收到系统的发送允许St_TCLK时,启动MSK基带调制,从RAM中读取发送信息数据,从低位开始进行差分编码、根据消息和伪码进行伪随机扩频,将扩频后的数据进行串并变换、正余弦加权运算,之后将正余弦加权后数据送给D/A处理。中频调制(图中虚线部分)采用AD公司的带D/A转换的正交数字上变频器AD9957完成,AD9957可以实现数据的内插滤波、正交上变频、D/A转换输出等功能,本系统设置中频频率为70 MHz。
由于基带MSK调制就是对并行的两路数据进行正弦加权,即每个比特对应于周期为fb/4的半个的正弦波形,根据0/1选择不同的相位,因此在具体实现中,可以采用查找表的方法,根据内插系数先产生半个波长的正弦波信号数据进行存储,在调制时根据数据选择输出不同相电感器厂家位的半个周期正弦波形。
图3表示的是在板运行时,在QuartusⅡ的在线逻辑分析仪SignalTap上采集的MSK基带调制波形,其中Ldata为I路调制数据。

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2.2 MSK数字解扩解调
本板的信息解调采用解扩解调一次完成的方案:即在系统完成捕获和同步的情况下,利用扩频码的相关性,通过相关运算,解出信息,因此系统接收方案就归结为如何对相关峰进行捕获的问题。
由于本系统的信号带宽为5 MHz,因此可以根据欠采样理论,对70 MHz模拟中频信号进行40 MHz欠采样;根据数字信号处理理论,对70 MHz模拟中频信号进行40 MHz采样,相当于一次下变频,将频谱搬移到10 MHz的载频上,通过本地的10 MHz的NCO,对采样后的信号进行数字正交下变频,采用低通滤波器,滤掉高次谐波分量,变为基带信号后,在与本地的PN码所对应的MSK基带信号进行基带复相关运算,运算后的实部与虚部的模值就是最大相关峰值。基带复相关原理框图如图4所示。

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图5为根据基带复相关原理,在板运行时解出的相关峰,根据实际测试结果,该方法完全可以满足系统的指标要求,并具备一定的抗多径和多普勒频偏的能力。

3 结论
通过采用DSP+FPGA的方案构建的中频调制解调系统能够更好地完成中频调制、解调、编译码、扩频解扩和消息预处理等功能。将对时序要求严格的算法放到FPGA模压电感中实现,系统控制和消息预处理由DSP来完成,顺络电感这样使得塑封电感器系统调试更加方便。通过该系统还可以实现QPSK。16QAM等其他多种调制方式,通过DSP对FPGA的不同配置,实现信号不同调制解调方式的切换,来实现中频意义上的软绕行电感件无线电。

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