cpfsk调制解调的研究与实现

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1、西南科技大学硕士研究生论文第lV页4．2CPFSK信号调制解调仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯244．2．1CPFSK信号仿真模型设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯244．2．2仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯294．3平方环载波恢复仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·334．3．1平方环载波恢复仿真模型设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·334．3．2仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·344．4早一迟门同步仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯·354．4．1早一迟门位同步仿真模型设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·354．4．2仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·364．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·365CPFSK系统的硬件实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯375．1硬件设计平台及开发环境简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一375．1．1硬件语言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·375．1．2FPGA简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一375．1．3仿真工具简介⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一385．1．4硬件平台简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯395．2CPFSK信号实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·405．2．1硬件语言设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”405．2．2仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯435．3一种CPFSK位同步的改进方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯435．3．1设计原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯435．3．2硬件语言设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一455．3．3

4、仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”465．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·48结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·49努【谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·50参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·55攻读学位期间发表的相关学术论文及研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯一76西南科技大学硕士研究生论文第1页1绪论1．1引言现有的通信系统，经常需要在恶劣的通信环境中也能取得较理想的效果，如移动、多径、动态变化等条件下仍具有高带宽效率、高功率效率以及稳定的高数据速率⋯。经典的数字调制系统包括幅度键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)¨，，它们在数据改变的时刻波形相位在一般情况下是不连续的，这种相位突变将给信号频谱造成较大的旁瓣¨，，同时可能对相邻的信道产生干扰。利用窄带滤波器清除PSK信号的旁瓣虽然可以不影响信息的传输，但是滤波后的信号不再是等包络的

6、，经过非线性信道后会产生包络失真¨，，因此需要对已滤除的旁瓣进行恢复，降低了信道频谱的利用率¨，。在这种需求下，连续相位频移键控(CPFSK)以其带宽利用率高、包络恒定、性能稳定等优点成为研究者们关注的对象。相位在时问上具有连续性，使它具有较高的频谱利用率；它的调制信号包络恒定，可以使用非线性功率放大器，从而提高了功率利用率¨¨7¨”。目前，简单的CPFSK信号，如最小频移键控(MSK)和高斯最小频移键控(GMSK)已经应用于移动通信系统阳，。因此，对CPFSK调制解调的研究对当今数字移动通信研究具

7、有一定的现实意义。本课题的研究内容是，在无线电通信系统中应用的广泛的连续相位频移键控(CPFSK)信号的调制解调原理，及其具体实现方法。由于软件无线电中间的步骤以数字信号处理为主，因此它对数字运算的实时性和准确性有很高的要求，这是数字信号处理中的一个难点，因此对于数字信号传输的载波恢复以及位同步的研究，也是目前人们所关注的热点之一。另一方面，如何利用尽可能少的的硬件资源来满足设计要求，也是我们需要做出取舍的一个难点，因此对同步技术的研究也是很有意义的。1．2国内外研究现状(1)连续相位调制解调技术国

8、内外现状作为软件无线电的关键技术之一，调制解调技术经历了从模拟到数字的发展，现在正向高速化、数字化以及自适应的方向发展。西南科技大学硕士研究生论文第2页为了能够更加可靠地通信，往往要把编码技术与之相结合使用。如：法国电台RP4G将连续相位调制与卷积编码结合使用；美国HARRIS公司在卷积编码前加入差分预编码，并使用单采样点解调。美国UHF卫星通信中使用的Dual-h(双调制指数)为代表的多调制指数连续相位调制技术¨“，以及Turbo编码的连续相位调制技术。目前，在实际