基于正交循环码的M-ary扩频解扩新算法及FPGA实现

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直扩序列射频调制无线通讯发射机的FPGA实现

直扩序列射频调制无线通讯发射机的FPGA实现

直扩序列射频调制无线通讯发射机的FPGA实现
妙小明;邵美阳;李雪
【期刊名称】《信息技术与信息化》
【年(卷),期】2022()2
【摘要】基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)设计了一种适用于无人电力设备监控的直扩序列无线通讯发射机。

在FPGA中首先对数
据进行编码、成帧,然后用伪随机m序列对基带数字信号进行数字调制以完成数字扩频。

扩频后的数字信号对射频载波直接进行QPSK调制,然后送到天线发射出去。

实物系统以FPGA为核心,包括一个数字锁相环、一个调制器及一个双路数模转换
器件。

测试表明,采用该发射系统进行通信,在信噪比低至6 dB时接收端的误码率
低于10;。

【总页数】4页(P150-153)
【作者】妙小明;邵美阳;李雪
【作者单位】国网宝鸡供电公司;陕西能源研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN9
【相关文献】
1.COFDM发射机信道内编码、调制及帧形成的FPGA实现
2.COFDM发射机信
道内编码、调制及帧形成的FPGA实现3.串行直扩MSK调制信号产生及FPGA实
现4.基于FPGA的DVB-T发射机中OFDM调制的实现5.一种基于FPGA与DSP 的数字射频发射机的设计与实现
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一种基于预编码的CPM正交扩频系统

一种基于预编码的CPM正交扩频系统

一种基于预编码的CPM正交扩频系统程云鹏;周琦;张哲;刘鑫【摘要】针对传统CPM正交扩频系统实现复杂度高的问题,提出了一种基于预编码的CPM正交扩频系统.利用所提的预编码和可变星座映射技术,保证了CPM扩频信号的正交性;接收端采用码片校正技术,同步实现CPM解调和解扩,降低传统CPM 扩频系统分步实现的复杂度.理论分析和仿真结果均表明,在AWGN和Rayleigh衰落信道下系统具有良好的误比特率性能.最后针对超短波通信进行应用设计和测试评估,结果表明,本系统优于美军SINCGARS系统约6dB.%To decrease the implementation complexity of the traditional continuous phase modulation (CPM) orthogonal spread spectrum system,a pre-encoded CPM orthogonal spread spectrum system was proposed in this paper. Pre-encoding technology and variable constellation mapping were introduced to guarantee the orthogonality of the CPM spread spectrum signal. In the receiver,chip revision was adopted to realize CPM and orthogonal demodulation simultaneously instead of the conventional separate demodulation,and the implementation complexity was also decreased. Both theoretical analysis and simulation results show that the proposed system has favorable BER performances in AWGN and Rayleigh fading channels. Finally,the application design was executed for VHF communication. It is shown that the proposed system outperforms SINCGARS system about 6 dB.【期刊名称】《解放军理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(013)005【总页数】4页(P480-483)【关键词】预编码;连续相位调制;正交扩频【作者】程云鹏;周琦;张哲;刘鑫【作者单位】解放军理工大学通信工程学院,江苏南京210007;中国电子设备系统工程公司研究所,北京100141;解放军理工大学通信工程学院,江苏南京210007;解放军理工大学通信工程学院,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TN914;TN92连续相位调制[1]CPM(continuous phase modulation)不仅具有高效的频谱利用率,而且由于是恒包络调制,具有很好的抗非线性能力,因此得到了比较广泛的应用。

GMSK扩频调制信号解调解扩技术及实现

GMSK扩频调制信号解调解扩技术及实现

GMSK扩频调制信号解调解扩技术及实现
梁先明
【期刊名称】《电讯技术》
【年(卷),期】2010(50)5
【摘要】分析并比较了两种GMSK软扩频调制解扩解调原理和方法,介绍了硬件实现中一些节省FPGA资源以及帧头判决的技巧和方法,最后在FPGA中实现和硬件验证了算法,结果证明该方法能够完全取代传统的声表面波(SAW)匹配滤波器方法.【总页数】5页(P51-55)
【作者】梁先明
【作者单位】中国西南电子技术研究所,成都,610036
【正文语种】中文
【中图分类】TN76
【相关文献】
1.基于正交循环码的M-ary扩频解扩新算法及FPGA实现 [J], 文霄杰;张彦仲;邵定蓉;李署坚;宋伟宁
2.多进制正交码扩频系统的解扩和同步技术及其实现 [J], 薛筱明;李建东
3.一种直接序列扩频MSK调制信号的解扩方法 [J], 王宽仁;张尚海
4.BPSK信号的扩频解扩实现 [J], 吴欣
5.SAW技术实现宽带扩频信号解扩解调的研究 [J], 江洪敏;马晋毅
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一种基于循环码的双多进制正交扩频系统的性能分析

一种基于循环码的双多进制正交扩频系统的性能分析
Y u HU e AO J n ,C Zh n—y n ,Y og IKe—c u h
( . t eK yL bo IN, ii nv S X d nU i sy X i 7 0 7 , hn ; t a ei m
Pe f r a c ay i fa Du — a y Orh g n lS e d ro m n e An l sso a M — r t o o a pr a l
S e t u S se Ba e n Orh g n ci de p cr m y tm s d o t o o a Cy l Co s l c
sh mei pee tdt rn mi hg ae d t. I c n rd c h iiu t fslci gP o e n n c e s rsne o t s t ih rt aa t a u ete df c l o e t N c d sa d i— a e y e n ce s s rn mb r n te sse raeu e u e i y tm. U igF T sh me i c ie .t ec mp tt n o lxt fd s h sn F c e n r ev r h o uai a c mpe i o e— e ol y
符号 , 在接收端必须采用门限比较、 A M P等算法 , 增 加了接收机 的复杂度 。本文对该系统进行 了改进, 采用循环码作为 IQ两路 的正交扩频序列 , 、 接收端 采用非相干检测 , 解扩时通过复数 F T F 运算代替相
关矩 阵运算 , 显著 降低 了解 扩的运 算量 。同时 , 用 采 循环码 也 降低 了组 网 时选 码 的难 度 , 加 了选 码 的 增
2 T l o m nct nE g er gI tu 。 i FreE g er gU i rt, in707 , h a . e cm u i i ni ei s t e Ar oc ni ei n e i X a 10. C i ) e ao n n n it n n vsy 7 n Abtat B sd o r oo a cc ccd s ulM —ay otoo a S S ra pcrm)ss m s c :ae n ot gn yl oe ,a d a r h l i r r gn S( ped S et h l u yt e

基于FPGA的扩频信号跟踪解调电路设计与实现

基于FPGA的扩频信号跟踪解调电路设计与实现

基于FPGA的扩频信号跟踪解调电路设计与实现李新亮【摘要】扩频信号的跟踪解调既涉及到高速复杂数字逻辑的设计,又包括环路跟踪算法的设计.传统的设计中,一般采用FPGA+DSP的设计方式分别实现以上内容,与传统算法不同的是,基于FPGA的扩频信号跟踪解调电路采用片上可编程系统(SOPC)的设计思想,在FPGA中构建了处理器模块,从而使扩频信号的跟踪解调可以在一片FPGA中设计实现.【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2018(036)002【总页数】2页(P167-168)【关键词】扩频通信;跟踪解调电路;FPGA;片上可编程系统【作者】李新亮【作者单位】中华通信系统有限责任公司河北分公司,河北石家庄 050200【正文语种】中文【中图分类】TN914.41 跟踪解调电路的数学模型本设计采用延迟锁定环(DLL)和科斯塔斯环(Costas)分别作为跟踪解调电路中伪码跟踪环路和载波跟踪环路的数学模型。

扩频信号的同步具体包括:捕获和跟踪。

捕获是完成对信号的粗同步,使伪码相位对齐到半个码片之内,载波多普勒频移落在一个多普勒频移单元之内。

跟踪环路又分伪码跟踪环和载波跟踪环。

伪码跟踪环可跟踪由于载体与发射机相对运动引发的伪码相位偏移,载波跟踪环则对载波相位和载波多普勒频移实现跟踪。

原理框图如图1所示。

具体设计实现过程中,首先将输入信号与本地载波相乘实现载波分离,然后分别与超前、滞后和对准支路的伪码相乘进行解扩,并通过积分累加器来提高信噪比,同时滤除高频分量。

其中伪码跟踪环采用超前和滞后能量差检测器(DLL),载波跟踪环采用四相反正切鉴相器 (PLL),得到的伪码和载波相位误差通过环路滤波器实时反馈到伪码和载波DCO,用以调整伪码和载波DCO的频率最终来达到减小误差的目的。

2 跟踪解调电路设计2.1 信号相关处理电路设计图1 伪码和载波跟踪环路原理图信号相关处理电路主要负责建立载波DCO、伪码DCO、乘法器和码相关及积分清洗电路,用来完成对高频信号的过滤,并产生处理器所需要的数据。

正交M-ary/DS扩频及其在水声远程通信中的应用

正交M-ary/DS扩频及其在水声远程通信中的应用

信 , 得这 样 的 接 收信 噪 比是 比较 困难 的。相 比而 获 言 , 频技 术 可 以通 过 伪 随机 码 相 关 解 扩 获得 信 噪 扩 比增益 以及 很好 的多 径 分辨 能 力 , 同时 借 助 R AKE
接收机 处 理 , 可 以将各 路径 到达 信 号 作 为 时 间分 还 集 进行 合并 , 而有 能力 在 低 信 噪 比 ( 于 0d ) 从 小 B 下 实现可靠 的数 据通 信 。 是 另一 方 面 , 但 由于扩 频 系统
1 正 交 M—r / a y DS扩 频
1 1 系统 结构 .
于要求 高可靠 性 的低速 远 程水 声通 信场 合 。
目 , 前 水声扩频通信 已得到广泛的应用L 。 2 其 ]
中 , 献 [] 系 统 地进 行 了实 验 研 究 , 果表 明采 文 2较 结
用 直接 序 列扩 频 , 极 低 的接 收信 噪 比一 1 B下 在 4d 可 实现数 据传输 , 码 率小 于 0 2 , 宽利 用 率 为 误 . 带
使 用相 同序列 的直接 序 列 扩频 提 高约 一个 数量级 。
的带宽 利 用率 较 低 而水 声 信 道 带 宽 十分 有 限 , 远 在
程情况 下通 常低 于 1 Hz 因此 扩频 通信 的 数据 率 0k , 受 到很 大的 限制 。 基于 以 上特点 , 频 技术 主要适 用 扩
离 及 约 0d 的 接 收 信 噪 比 下 , 用 6 、2 B 采 3 1 7长 度
Gl od序列 并 通 过 RAKE接 收机 处 理 , 交 M—r / 正 ay
D S扩 频 系统 分 别 实 现 了对 40个 信 息 符 号 的无 误 8
码 传 输 , 带 宽利 用 率 分 别 为 1 / 3 1 / 2 , 其 2 6 、 4 1 7 比较

Rician慢衰落信道下的正交循环码M元扩频系统性能分析

Rician慢衰落信道下的正交循环码M元扩频系统性能分析
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第 1 3卷 第 1 期
20 年 2 月 08
文 章 编 号 : 1 0 — 2 9( 0 8 0 一 0 10 0 70 4 2 0 ) I0 6 6
电路 与 系 统 学 报
J 0URNAL 0F CI RCUI S AND YS EM S T S T
收 稿 日期 t2 0 — 11 修 订 日期 :2 0 . 10 0 50 —4 0 70 —8 基 金 项 目 t 国家 自然 科 学 基 金 (0 7 18 : 陕 西省 自然 科 学 基 金 ( 0 6 2 ) : 国防 科 技 重 点 实 验 室 基 金 ( 1 70 0 0 J 3 0 ) 6 52 4 ) 20F2 54 3 2 15B 2 3
本地 扩频码 的镜像码 的短时傅 立叶变 换 ()接 收机 b
随机 序 列 对 元 扩 频 码 进 行 调 制 , 随机 改变 元扩 频 码 的极 性 。 后 面 的分 析 在
图 l 正 交 循 环 码 M 元 扩 频 系 统 原 理 框 图
中会 发 现 ,扰 码 不 会 对 非 相 干 解 扩 解 调 和 判 决 带 来 影 响 ,所 以接 收 机 并 不 需 要 解 扰 单 元 。与传 统 元 扩 频 接 收 机 不 同 的 是 , 文 提 出 的正 交循 环 码 元 扩 频 接 收 机 只 需 一 个 时 频 变 换域 复数 匹配 滤 波 器就 本
中图分 类号 t N9 45 T l .3
文献标 识码 :A

引 言
随 着 无 线通 信 技 术 的发 展 , 高数 据 率 的业 务 需 求 越 来 越 多 ,但 由于 传 统 的 直 接序 列扩 频 技 术 只 是
针 对 传 输 数据 率较 低 的情 况 设计 的 , 当用 户 的数 据 率 很 高 时 ,为 保 证 必 须 的 扩频 处 理增 益 ,就 需 增 加 扩 频 带 宽 ,可 是 扩 频 带 宽 并 不 能 够 无 限 制 增 加 。与传 统 直 扩 系 统 相 比 , 了仔 细 的研 究 l 。 1 J 元 扩 频 系统 在 相 同 的带 宽 下 具 有 更 高 的扩 频 增 益 ,有 效地 解 决 了传 输 带 宽 和 处 理 增 益 之 问 的 矛 盾 。许 多 文 献 对 M 元 扩 频 技 术进 行 元扩 频 技 术 已经 广 泛 应 用 于 各 类 无 线 通 信 系 统 中 , 其 中 它 在 I 一5 C MA 系 统 S 9 D 元 扩 频 方 式 虽 然 具 有 较 高 的 频 带 利 用 率 , 但 是 由于它 同 时 使用 了多 条 相 互 正 中 的应 用最 为 典 型l 。 3 J

多进制正交码解扩的FPGA实现

多进制正交码解扩的FPGA实现

设 计 方 案 /‘ / ’

交 扩频 后再 乘 上 一 个长 码序 列 做扰 码 , 改善 Wa h l 函数 自 s 相 关特 性 , 强系统 的 抗 多径 干 扰 的能 力 。 增 系统 的码 片速 率 为 4 9 Mc s . 6 p ,并 采 用 Q S 0 P K调 制 。 在 多进 制正 交码 扩 频 序 列 中 ,扩频 码 集 合 的选 取有 许 多种 , 用 的正 交码 W a h 常 l 函数序 列 , 通过 H dm r s 可 a a ad
的扩频增益为 3 和 6 。为了减少 Wa h函数序列扩频的 2 4 l s
码 间 串扰 并 增加 系统 的 保密 性 和抗 干 扰 能 力 ,通 常在 正
50 ・ 0 28 B ・ 2 0 .. 童号座品t摹 W We wc r. W . . nc d o n
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接 收 机 采用 最大 似 然 准则 ,从 M 个 判 决 变量 中找 出最大 值 进 行输 出。在 基 带 上 对 多进制 正交 码扩 频 信 号 的解 扩 的运 算 操 作 都集 中在一 个 F T蝶 型 运算 单 元 中 ,所 消耗 H
就是对已确定时段的输入序列进行相关运算 ,然后判决 的资 源很 小 , 但对 F G P A的运 行速 度 要 求很 高 。 如果 按两 它是 M 个扩频序列中的哪一个。 个时钟 周期完成 一次蝶型运算 ,F GA 工作频率要在 P 10 Z以上 ,对器件要求高,而且控制非常复杂 。 0 MH
)=I + + + “+ “
M 进 制正 交码 解 扩原 理
由于在高速分组无线网环境下进行相干接收非常困 难 ,本文采用 了最佳非相干接收原理对数据支路的 M 进
制 扩 频 信号 进 行 多 进制 正 交码 解 扩 运算 ,原理 框 图见 图

M元扩频关键技术及芯片化实现方法的研究

M元扩频关键技术及芯片化实现方法的研究

M元扩频关键技术及芯片化实现方法的研究M元扩频关键技术及芯片化实现方法的研究引言扩频技术是一种能够提高通信系统传输容量和抗干扰能力的技术。

而M元扩频技术作为一种改进的扩频技术,在现代通信领域中得到了广泛的应用。

本文将对M元扩频关键技术及芯片化实现方法进行研究与讨论。

一、M元扩频基本原理M元扩频技术即将传统的二进制扩频技术推广到M进制扩频技术,其中M>2。

其基本原理是通过M元符号来表示信息,从而提高数据传输的效率。

在传输过程中,将每个信息元符号映射为多个扩频码元,从而实现信息的传输。

二、M元扩频的关键技术1. M元调制方式M元调制是M元扩频的关键技术之一。

通过将信息元映射为M元符号,可以实现在较短的时间内传输更多的信息。

常见的M元调制方式有M-ASK、M-FSK、M-PSK等。

2. 扩频码设计扩频码是实现M元扩频技术的关键组成部分。

扩频码设计旨在在提高传输效率的同时,保证码间的正交性和码内的自相关性。

常见的扩频码设计方法有基于伪随机序列的码设计和基于哈达码的码设计等。

3. 多址接入技术多址接入技术是保证多个用户同时接入系统,并实现互相独立传输的重要技术。

M元扩频技术可以通过设计不同的扩频码,使得多个用户可以同时传输数据,从而提高系统的容量。

三、M元扩频的芯片化实现方法M元扩频技术的芯片化实现是其在实际应用中的一种重要方式。

通过将关键技术实现在芯片上,可以大幅度提高系统的集成度和实时性,使得系统更加稳定和可靠。

1. 芯片架构设计M元扩频技术的芯片架构设计是将关键技术实现在硬件上的重要步骤。

通过合理设计芯片架构,可以提高系统的并行处理能力,提高处理速度和吞吐量。

2. 系统参数配置芯片化实现的关键是合理配置系统参数。

通过调整系统参数,可以实现不同的M元扩频方案,满足不同的实际需求。

系统参数配置需要综合考虑传输速率、抗干扰能力和系统成本等因素。

3. 芯片集成与测试芯片集成与测试是芯片化实现中的最后一步。

一种M-ary扩频信号的盲同步方法

一种M-ary扩频信号的盲同步方法
根据这三种情况下的内积结果可推知如果能够找出r1m中可能出现的峰值或部分峰值则可以由这些峰值幅度的累加或平均得到对应于信号同步异步以及不同样点向量长度等情况下的判决统计量并且由图1可以直接看出只有在信号处于同步状态且样点向量长度l恰好等于扩频码长度p时上述判决统计量才达到最大值
第 59 卷 第 9 期 2019 年 9 月
XIE Hui,MA Juntao,YAO Zhigang,LYU Meng,SHI Lin
( Department of Electronic and Optics Engineering,Army Engineering University Shijiazhuang Campus,Shijiazhuang 050003,China)
扩频信号的侦察研究具有重要意义。 而要对 M-ary 扩频信号进行盲解扩和扩频序列估计[2] ,首先要对 其进行扩频码长和失步时间进行,完成信号的盲同 步处理。
目前,对信号的盲同步处理的研究主要针对直 接序列扩频信号[3-4] 和正交频分复用信号[5-7] ,而对 M-ary 扩频信号的侦察处理研究仍处于起步阶段。 在针对 M-ary 扩频信号侦察处理的公开研究文献
1摇 引摇 言
M-ary 扩频技术是一种结合了直接序列扩频 ( Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS) 和编码的 扩频技术,相对于 DSSS 而言,该技术可以在相同扩 频比条件下实现更高的信息传输速率[1] 。 目前,Mary 扩频技术已经应用于多种军事和民用领域,并 且,基于 M-ary 扩频技术的应用和改进也已成为了 扩频通信领域的研究热点之一。 因此,针对 M -ary
电讯技术 Telecommunication Engineering

多径干扰下一种双M-ary正交信道扩频通信系统的仿真

多径干扰下一种双M-ary正交信道扩频通信系统的仿真

多径干扰下一种双M-ary正交信道扩频通信系统的仿真李明江;张中兆
【期刊名称】《南京航空航天大学学报》
【年(卷),期】2009(041)006
【摘要】为了考察双M-ary正交信道扩频通信方式的抗多径干扰的能力,本文研究了在IQ正交信道上采用双M-ary扩频通信的系统方案;分析了其在多径干扰下的性能,并给出了理论分析和详尽的Simulink仿真.结果表明:该系统在白噪声信道情况下具有良好的性能,其高频带利用丰此时得到了体现,但是其受多径干扰的影响较大.因此在实际的使用中,必须加入纠检错模块来提高其抗多径干扰的能力.
【总页数】5页(P767-771)
【作者】李明江;张中兆
【作者单位】哈尔滨工业大学通信技术研究所,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学通信技术研究所,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TN914.42
【相关文献】
1.基于正交信道的双CPSK扩频通信系统 [J], 曾志斌;庄奕琪;向新
2.一种适用于高数据速率和高速移动环境的新型信道估计方法——双正交通道信道估计方法 [J], 李永会;张其善;李道本
3.Ricean衰落信道下一种正交多载波CDMA系统的性能 [J], 周武旸;朱近康
4.双选信道下一种基于混沌交织的FBMC系统 [J], 农茜雯;谢跃雷;杨子靖
5.一种适用于快速双选衰落信道的时频双差分空时编码正交频分复用技术 [J], 姜海宁;罗汉文;田继锋;宋文涛;徐友云
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一种M-ary扩频信号扩频序列集估计方法

一种M-ary扩频信号扩频序列集估计方法

一种M-ary扩频信号扩频序列集估计方法
解辉;赵忠臣;党松;王丹
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2024(47)1
【摘要】针对M-ary扩频信号的扩频序列集估计问题,提出一种基于序贯相关检测的扩频码集估计方法。

首先,对同步信号样点进行划分,并利用所分向量间的相关特性,通过迭代操作得到码集中某一个元素的估计;然后,将对应于该元素的样点向量从接收信号向量集合中剔除,并重复上述步骤,以序贯的方式得到扩频码集的一个估计;最后,利用原始信号对该码集的各个元素进行检验,剔除码集中的虚假元素从而得到最终估计结果。

该方法可以实现M-ary扩频信号的扩频序列集估计,并且不受扩频码集类型的限制,由于避免了二维搜索以及K均值聚类的迭代操作,文中方法具有比文献方法更快的计算速度。

【总页数】4页(P51-54)
【作者】解辉;赵忠臣;党松;王丹
【作者单位】陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系;陆军工程大学石家庄校区装备模拟训练中心
【正文语种】中文
【中图分类】TN91-34
【相关文献】
1.一种针对短码、周期长码直扩信号扩频序列盲估计方法
2.短码DS-SS信号扩频序列及信息序列联合盲估计方法
3.直接序列扩频信号的初相和扩频码序列初始时间的循环谱估计
4.直接序列扩频信号PN序列盲估计方法
5.一种大扩频比突发直接序列扩频信号同步方法
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正交幅度调制解调器的FPGA设计与仿真

正交幅度调制解调器的FPGA设计与仿真

正交幅度调制解调器的FPGA设计与仿真雷能芳【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)019【摘要】Quadrature amplitude modulation(QAM) is efficient in power and bandwidth, so it has been used widely in the field of channel modulation. The common approach to implement carrier signal of QAM is based on a look-up table, which requires a huge volume of ROM to achieve high resolution. This paper proposes a CORDIC algorithm-based pipelined architecture for implementation of QAM on FPGA, which can save considerable hardware resources and improve the speed performance. According to advantages of DSP Builder, the system is designed by utilizing VHDL and Simulink module. The correctness and feasibility of this design is verified by simulation result.%正交幅度调制技术(QAM)是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术,因此在信道调制技术中得到了广泛的应用.它的载波信号的FPGA实现一般采用查找表的方法,为了达到高精度要求,需要耗费大量的ROM资源.提出了一种基于流水线CORDIC算法的实现方案,可有效地节省FPGA 的硬件资源,提高运算速度,并根据DSP开发工具DSP Builder的优点,采用VHDL 文本与Simulink模型图相结合的方法进行了设计.仿真结果验证了设计的正确性及可行性.【总页数】3页(P58-60)【作者】雷能芳【作者单位】渭南师范学院物理与电子工程系,陕西渭南 714000【正文语种】中文【中图分类】TN914-34【相关文献】1.三维极化幅度调制解调器 [J], 宋汉斌;张俊博;陈晓光;张建秋2.四维双频正交幅度调制解调器研究 [J], 张长青3.正交信号发生器的FPGA设计与仿真 [J], 雷能芳4.基于FPGA的2FSK调制解调器设计与仿真 [J], 李桂枝;黄鸿捷;谢文娣5.安全增强型相干光正交频分复用/偏移正交幅度调制系统的混沌加密 [J], 余自芳;方熙;周扬因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于FPGA与Matlab的数字正交解调器的设计

基于FPGA与Matlab的数字正交解调器的设计

基于FPGA与Matlab的数字正交解调器的设计周之丽;孟令军;王晓丹;张晓春【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2015(023)001【摘要】为有效提取测控系统输入信号的幅度和相位信息,设计了基于FPGA与Matlab的信号数字正交解调器;在Matlab/Simulink 环境中产生一路调幅信号,并在此环境下利用5个直接I型的4阶FIR滤波器节搭建了20阶FIR滤波器;利用FPGA查表法实现数控振荡器(NCO),并控制1路调幅信号与正交的正、余弦信号分别进行数字混频处理;对经FPGA数字混频处理后的两路倍频分量和基频分量信号进行滤波处理,经处理后的信号在FPGA的控制下进行相加处理;最后在硬件平台上进行了仿真测试实验,验证了该方案的正确性和可行性.【总页数】3页(P294-296)【作者】周之丽;孟令军;王晓丹;张晓春【作者单位】中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051【正文语种】中文【中图分类】TP957.51【相关文献】1.基于FPGA的全数字64QAM调制解调器设计 [J], 周媛;贾怀义2.基于FPGA的全新数字化PCM中频解调器设计 [J], 李宇;丁法珂3.基于FPGA的全数字QPSK调制解调器的设计 [J], 李理4.基于DSP的数字正交解调器的设计与实现 [J], 张兵;汤清华;吴国安;汤玉宇5.基于FPGA的超声信号数字正交解调器 [J], 温世杰;王小华;陈晓冬;郁道银因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于软件无线电的自定义相位扩频编码与FPGA实现

基于软件无线电的自定义相位扩频编码与FPGA实现

基于软件无线电的自定义相位扩频编码与FPGA实现
周贤伟;程柏;覃伯平
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2006(022)017
【摘要】针对军用软件无线电安全性和硬件可编程的特殊要求,提出一种基于FPGA的的自定义相位扩频编码方案并应用于软件无线电台,该方案融合了自编码扩频的思想,并基于传统的反馈移位寄存器产生随机序列.通过多项性能指标的仿真与传统扩频编码技术及自扩频编码技术对比,验证新编码技术的优越性并给出了FPGA的实现方案.文章最后指出自定义相位扩频技术研究方向.
【总页数】4页(P219-221,42)
【作者】周贤伟;程柏;覃伯平
【作者单位】100083,北京科技大学;100083,北京科技大学;100083,北京科技大学【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.基于软件无线电的全数字扩频调制的实现 [J], 赵毅;曹巍;王阳;郭黎利
2.基于FPGA的扩频信号的相位解旋 [J], 龚阳;宋鹏;齐建中
3.基于软件无线电的自定义相位扩频编码与FPGA实现 [J], 周贤伟;程柏;覃伯平
4.在FPGA上实现视频码流的信道编码与扩频过程 [J], 郝红
5.基于ADSP2191的直序扩频系统软件无线电实现 [J], 宫二玲;杨俊;王跃科
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一种新的多进制正交扩频通信及FPGA实现

一种新的多进制正交扩频通信及FPGA实现

一种新的多进制正交扩频通信及FPGA实现
周映;肖先赐
【期刊名称】《系统工程与电子技术》
【年(卷),期】2005(27)12
【摘要】提出将一种新的按段复合的伪随机码序列应用到多进制正交扩频通信中,该序列保持了Walsh码的同步正交性,非同步时相关特性也较理想.由于复合码的内在相似性,可以用一个匹配滤波器实现输入信号和m个本地复合序列的相关运算,大大节约了FPGA资源消耗.实验证明,在高斯白噪声信道中,该硬件系统较之具有相同扩频增益的直扩系统,误比特率更低.
【总页数】4页(P1999-2001,2009)
【作者】周映;肖先赐
【作者单位】电子科技大学电子工程学院,四川,成都,610054;中国电子科技集团公司第十研究所,四川,成都,610036;电子科技大学电子工程学院,四川,成都,610054【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.高速多进制正交扩频通信系统的编码和调制 [J], 李维英;李建东;陈育斌
2.多进制正交码解扩的FPGA实现 [J], 贺安;李维英;陈育斌;晏颖
3.多进制正交码解扩的FPGA实现 [J], 贺安;李维英;等
4.FPGA在多进制正交扩频通信系统中的应用 [J], 李维英;陈育斌;李建东
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基于FPGA的m序列扩频通信的设计与实现

基于FPGA的m序列扩频通信的设计与实现

基于FPGA的m序列扩频通信的设计与实现
张月;周建伟;史巧硕;杨璐;高振斌
【期刊名称】《河北工业大学学报》
【年(卷),期】2014(043)004
【摘要】针对无线通信系统对抗干扰、抗噪声以及数据处理速度的要求,提供了一种用FPGA硬件实现基于m序列扩频通信的解决方案.本设计使用Verilog HDL 描述了硬件系统,在Altera公司的Quartus Ⅱ 11.0开发平台完成分析综合.为了测试系统,搭建了测试平台(TestBench),加入随机加性噪声,在Modelsim 10.1a软件下对其分别进行前仿真、后仿真.仿真结果表明实现了扩频调制和解调,系统有较强的抗干扰、抗噪声能力,并且体现了FPGA硬件处理数据的速度优势.
【总页数】4页(P22-25)
【作者】张月;周建伟;史巧硕;杨璐;高振斌
【作者单位】河北工业大学微电子研究所,天津300130;河北工业大学微电子研究所,天津300130;河北工业大学计算机科学与软件学院,天津300401;河北工业大学计算机科学与软件学院,天津300401;河北工业大学微电子研究所,天津300130【正文语种】中文
【中图分类】N945.13
【相关文献】
1.基于FPGA的M序列的设计与实现 [J], 冀勇钢;马福昌
2.直接序列扩频通信中m序列的同步方案及其FPGA实现 [J], 王光;田斌;吴勉;易
克初;田红心
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收稿日期:2010 10 18 收修改稿日期:2010 12 09第32卷第1期遥 测 遥 控Vo.l 32, .12011年1月Journal of Te le m etry ,Tracking and Comm and Januar y 2011基于正交循环码的M ary 扩频解扩新算法及FPGA 实现文霄杰, 张彦仲, 邵定蓉, 李署坚, 宋伟宁(北京航空航天大学电子信息工程学院 北京 100191)摘 要:针对基于正交循环码M ary 扩频解扩算法消耗硬件资源较多的问题,提出一种以折叠匹配滤波器为基础的算法及FPGA 实现方案。

选择合适的计算时钟,算法使用6个加法器和4个乘法器即可实现非相干解扩,比传统相关解扩算法节省资源,两者消耗资源之比随进制数M 的增加而降低。

实验结果证明了算法的正确性和有效性。

关键词:M ary 正交扩频; 解扩; 折叠匹配滤波器; FPGA 中图分类号:TN914.4文献标识码:A文章编号:CN 11 1780(2011)01 0052 05前 言M ar y 扩频通信系统可解决直扩通信中带宽有限情况下扩频增益与信息传输速率的矛盾,在军事和民用领域得到了广泛应用[1,2],例如民用的IS 95系统,军用的J T I DS 皆采用了该项技术。

解扩算法是Mary 扩频系统正常工作的关键技术之一[3,4]。

随着软件无线电的发展,FPGA 技术以其丰富的逻辑资源与可重构性得到广泛应用。

研究适用于FPGA 的解扩算法具有重要意义。

M ar y 扩频通信的解扩通常采用多路相关累加[4,5]或者FFT [2,6]的办法。

前者结构简单,所需相关器个数正比于进制数M;随着M 增加,消耗资源直线上升。

后者利用频域相乘得到时域相关值,所耗资源取决于伪码长度,与M 无关,但硬件实现结构复杂,实时性较差。

本文利用正交循环码的特性,提出一种基于折叠匹配滤波器的算法,用两组匹配滤波器进行乒乓操作,实现解调数据的连续实时输出。

1 系统模型1.1 发射模型基于正交循环码的M ary 扩频系统的发射结构如图1所示,其中扩频码集合PN 采用正交循环码实现。

串行数据先经过串并变换器,转换成k 比特的并行数据,共有M =2k个状态,即M 个码元,组成集合D ={D i |i =0,1, ,M -1},用M 条长为N (N M )的扩频码来对应传输。

图1 M ar y 正交扩频原理图挑选一条长度为N 、自相关性好的伪随机序列PN 0作为原型扩频码,选择其M 个循环右移相位序列构成集合PN ={PN i |i =0,1, ,M -1},D 中元素和PN 中的元素一一对应:D i PN i 。

码元D i 对应的扩频码PN i 可以表示为:PN i (t)=N -1n =0PNi,n g c (t-nT c )(1)其中,PN i ,n { 1}为扩频码P N i (t)的第n 个码片,T c 为码片宽度,g c (t)为门函数,定义如下:g c (t)=1,0<t T c 0,其它(2)一个信息码元符号周期内发射信号为:s(t)=2PP N i (t)co s (w t),0 t <NT c (3)式(3)中,P 为信号功率,w 为载波频率。

图2 基于相关器的理想接收机解扩原理图1.2 传统解扩算法及消耗资源分析假定M 个码元等概率传输,在高斯信道中,最佳接收机为M 个相关器或等效的匹配滤波器[7]。

基于相关器的理想接收机解扩原理图,如图2所示。

接收信号r(t)可表示为:r (t)=s(t)+n (t)(4)其中,n (t)是均值为0、双边功率谱密度为N 02的带限加性高斯噪声。

对r (t)进行采样,设采样速率为扩频码速率f c ,得到r(n ),通过数字下变频和低通滤波器,得到 路信号:x I (n )=PPN i (n)co s +n I (n )(5)同理,Q 路信号为:x Q (n )=PP N i (n )sin +n Q (n)(6)其中 为本地载波与实际载波间的相差,n I (n )和n Q (n )是I/Q 两路经过低通滤波后的等效噪声。

将式(5)和式(6)联合写成复信号形式:x ~(n )=x I (n )+jx Q (n )(7)当接收端和发射端的PN 码已经完全同步,解扩需要x ~(n)与M 路扩频码相关,然后取模平方,得到M 路非相干相关值Z i ,i =0,1, ,M -1,取最大值,解调出数据。

其中Z i 可以表示为:Z i =N-1n =0x I(n )PNi,n2+N -1n =0xQ(n)PN i ,n 2,i =0,1, ,M -1(8)可以看出,相关累加器解扩消耗的资源为3M 个加法器和2M 个乘法器,其中乘法器资源在FPGA 中尤其稀缺,当M 较大时,将耗费大量的资源。

而FFT 算法利用频域相乘来得到相关值,其计算过程可用下式表示[8]:Z FFT =IFFT (FFT (x ~(n)) (FFT (PN 0))*)2,n =0,1, ,N -1(9)通过式(9)计算出的Z FFT 共有N 个循环相关值,从中取出正交循环码{PN i |i =0,1, ,M -1}对应的M 个右移相位位置的相关值,结果同式(8)。

FFT 算法解扩计算量独立于进制数M,与扩频码长度N 有关,硬件实现结构复杂,实时性较差。

2 新算法及消耗资源分析为了降低硬件消耗资源,本文提出一种基于折叠匹配滤波器的解扩方案,原理如图3所示。

其主要构成为4个折叠匹配滤波器、4个乘法器和两个加法器,其中折叠匹配滤波器利用循环码的特性设计,冲击响应如下:h(n )=PN E (2N -1-n ),n =0,1, ,2N -1(10)53 第32卷第1期文霄杰等,基于正交循环码的M ary 扩频解扩新算法及FP GA 实现其中,PN E =[PN 0,PN 0],即两个周期的扩频码。

图3 基于折叠匹配滤波器的接收机解扩原理图折叠匹配滤波器是常系数的FI R 滤波器,在FPGA 中实现时为节约资源,采用倒置型结构实现。

记滤波器输入为x (n),输出y (n ),根据式(10)有[9]:y (n)=N -1i=0x (n -i)h(i)(11)=( ((( H -1i=0x (n -i)h (i))+2H -1i=Hx (n -i)h (i))+3H -1i=2Hx (n -i)h (i))+ )+N -1i=(h-1)Hx (n -i)h (i)式(11)中,N =hH =2N,h为折叠次数。

图4 折叠匹配滤波器结构图设输入数据时钟为f c ,滤波器计算时钟为hf c 。

取折叠次数h =2N 时,设计工作时钟为2Nf c ,匹配滤波器可由一个加法器、延时单元和RAM 实现。

折叠匹配滤波器结构如图4所示。

延时单元可用FPGA 中的SLR16、FI FO 或RAM 完成,这些资源在FPGA 中非常丰富,设计时基本不受约束。

联合图3和图4可看出,相比传统的相关累加解扩算法,新算法总共需要6个加法器,乘法器的个数也由原来的2M 降为4个。

新算法解扩的工作原理如下文所述。

每两个匹配滤波器和乘法器为一组,图3中两个开关每隔NT c 同步切换一次。

当输入开关接通第一组滤波器时,输出开关则与第二组滤波器相连;反之皆切换到另一滤波器组。

输入信号可以表示为:x I 1(n)=x I (n ),l N -N n <l N -1,l 为奇数0,l N -N n <l N -1,l 为偶数(12)x Q1(n)=x Q (n ),l N -N n <l N -1,l 为奇数0,l N -N n <l N -1,l 为偶数(13)x I 2(n)=x I (n ),l N -N n <l N -1,l 为偶数0,l N -N n <l N -1,l 为奇数(14)x Q2(n)=x Q (n ),l N -N n <l N -1,l 为偶数0,l N -N n <l N -1,l 为奇数(15)输出计算如下:y 1(n )=(x I1(n)*h (n))2+(x Q1(n)*h(n ))2(16)y 2(n )=(x I2(n)*h (n))2+(x Q2(n)*h(n ))2(17)54 遥 测 遥 控2011年1月其中*为卷积运算符号。

以NT c 为一个计算周期,偶数周期的y 1(n)和奇数周期的y 2(n)组合输出循环相关值Z FMF (l),即:Z F MF (l)=y 1(n),l N -N n <l N -1,l 为偶数y 2(n),l N -N n <l N -1,l 为奇数(18)同FFT 算法一样,每个扩频码周期有N个循环相关值,取对应M 个位置的值,然后选出最大值,根据位置映射出数据。

3 实验结果与分析实验环境由FPGA 硬件平台与其软件开发环境ISE7.1组成,使用X ili n x 公司的xc4vlx40芯片,硬件开发语言为VHDL 。

利用M atlab 产生基于正交循环码的M ary 扩频数据,存入FPGA 的RAM 中,实验时用时钟读出送入基于折叠匹配滤波器的解扩接收机,经过平方相加模块后,在开关控制下送入择大判决模块,得出峰值位置,映射得出数据。

图5 在线逻辑分析仪采集数据波形设置系统码速率f c =1M ch ip /s ,扩频码长为32,采用M =32进制调制,每5个比特数据串并转换成一个码元符号,速率为31.25Ksy m bo l/s ,比特速率为156.25Kbit/s 。

码元00000~11111分别对应原型扩频码PN 0循环右移0~31个相位。

用M atlab 产生周期的信息码元为00000~11111的M ary 扩频信号,数据采样位数为12。

折叠匹配滤波器工作时钟为64MH z ,即h =64,H =1,由图4可知,此时滤波器只需要一个加法器。

利用I SE 的在线逻辑分析仪Ch i p scope 采集两路匹配滤波器的非相干输出y 1和y 2以及数据解调结果d ,如图5所示,其中采样时钟为1MH z 。

同时将d 存入文件,用M atlab 读出并与调制数据对比,结果正确无误。

在上述平台上同时实现相关累加算法、FFT 算法和新算法,从xst 报告得出所耗的主要资源如表1所示。

其中,DSP48s 为xc4v l x 40中的乘法器资源,加法器主要耗用S lices(芯片中每一个S lice 由2个S lice F lip F l o ps 和2个4Input L UTS 组成,具体设计时两者的占用比例不同)资源。

以上三种算法均实现数据的连续解调输出,FFT 调用I SE 中的流水型I P 核。

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