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1、《现代电子技术》2008年第5期总第268期þ通信与信息技术ü基于FPGA的数字解扩解调模块设计及实现何煦,田忠(电子科技大学电子科学技术研究院四川成都610054)摘要:提出了一种适用于直扩通信系统的解调解扩模块。分析了该电路的基本原理及其实现技术,详细讨论了各电路模块的设计实现方法,并采用自顶向下和模块化的设计思想,利用Verilog语言,通过仿真和综合,最后在FPGA上硬件实现。给出了电路实现后的仿真结果及RTL图,结果表明该环路性能优良,能够达到项目的设计指标要求,对工程设计有一定的参考价值。关键词:解扩;解调;Costas环;载波同步;FPGA;环路
2、滤波器中图分类号:TN41,TP33文献标识码:B文章编号:10042373X(2008)052043203DesignandRealizationofDigitalDespread2DemodulatorBasedonFPGAHEXu,TIANZhong(ResearchInstituteofElectronicScienceandTechnology,UniversityofElectronicScience&TechnologyofChina,Chengdu,610054,China)Abstract:Adespread2demodulatorforDi
3、rect2SequenceSpread2Spectrum(DS2SS)systemisintroduced.Thebasicprincipleandrealizationtechnologyofcircuitisresearched.Designofeachsubmodelsaredescribedindetail.Up2downandmodulariza2tiondesignthoughtareadoptedduringthedesign.ThelogicalcircuitofthecircuitisimplementedinFPGAchipwithVeri
4、log.ThesimulationresultsandRTLschemeareprovided,theresultsshowthathighperformancecanbeachievedbyusingthiscir2cuit.Itachievesthetargetofproject.Theconclusionhasreferencevaluetoengineeringdesign.Keywords:despread;demodulate;Costasloop;carriersynchronization;FPGA;loopfilter1引言2数字Costas
5、环的基本原理扩频通信系统是将基带信号的频谱扩展到很宽的频Costas环主要由数字下变频器、解扩单元、积分2清零带上,然后进行传输,通过增大频带宽度来提高信噪比的器(I2D)、数字鉴相器、数字环路滤波器(LPF)以及数字控一种系统。由于扩频系统具有抗干扰能力强、保密性高、制振荡器(DDS)等模块组成。截获概率低、多址复用和任意选址等优点,在移动通信等诸多领域越来越受到重视。在扩频通信系统中,载波同步是扩频接收机正常解调的前提,是扩频通信中的一项关键性技术。常用的载波同步技术有平方环、Costas环和通用载波恢复环等。其中Costas环是跟踪低信噪比的抑制载波信号
6、的最佳装置,也是现实中应用最多的一种。过去扩频信号载波同步常采用模拟Costas环,但是模拟环常存在I,Q通道间幅相不图1全数字Costas环的组成和结构平衡、必须初始校准等问题。采用全数字实现的环路能够有效地避免这些问题。设输入的BPSK调制信号为S(n)=APcosωn,其中本文介绍一种全数字Costas环,他能够很好地完成P为扩频的PN码,A为数据调制信号,ω为输入载波角频由BPSK调制的扩频信号的载波同步和跟踪,从而完成对率,将输入信号分别加到I路和Q路乘法器,分别与环路调制信息的解扩解调。该电路具有可靠性高、体积小、功DDS产生的cos(ωn+φ)和
7、sin(ωn+φ)相乘,则I,Q两路乘耗低、调试方便等优点。通过编程、综合和仿真,最后在法器输出分别为:FPGA上硬件实现本模块。测试结果表明,本模块的各项I1=AP[cosφ+cos(2ωn+φ)](1)2指标均达到设计要求。APQ1=[sinφ+sin(2ωn+φ)](2)2收稿日期:200720822034无线通信何煦等:基于FPGA的数字解扩解调模块设计及实现当输入信号中扩频码(PN码)和来自码同步环的扩频的扩频方式有关)。码精确同步的情况下,输入信号通过解扩单元就可以去除3.3积分清零器扩频码,解扩后I,Q两路输出分别为:设置积分清零器的目的是为了去
8、掉数字混频后的高A次谐波和实现扩频增益
