MSK数字调制解调及其实现技术研究

电子科技大学

硕士学位论文

MSK数字调制解调及其实现技术研究

姓名：唐良伟

申请学位级别：硕士

专业：信号与信息处理

指导教师：蔡竟业

20070101

第四章肼ＳＫ的数字化调制、解调、同步方法

频率为１６ＭＨｚ，ＮＣＯ的具体ＦＰＧＡ设置将在下一章阐述。

由于本设计的解调采用的是基带差分算法，故省去了载波相位补偿，且经试验测试在大信号条件下中心频偏为５ＫＨｚ时，解调器输出无误码，故也省去了载波频偏估计，因此，整个中频预处理未采用载波恢复，其ＮＣＯ为一个定点ＮＣＯ。这在第六章的试验测试中会讲到，在基带解调电路设计部分会给出理论推导过程。４．２．１．３０ＩＣ滤波器的设计

正交解调所得基带信号数据率仍为，Ｊ，为了降低数据率，必须对解调后Ｚ／Ｑ两路信号进行抽取。依据方案设计，抽取滤波主要由ＣＩＣ滤波器完成（关于ＣＩＣ滤波器的特性，在本文的第二章已有详细介绍，这里不再赘述），我们利用４级ＣＩＣ滤波器完成图２—７所示结构的３２倍抽取，得到抽取后的低数据率信号。ＣＩＣ滤波器的幅度和相位频率响应㈤１１４］如图４—６所示。

信号中频带宽为７５ＫＨｚ，则基带带宽为３７．５ＫＨｚ，由ｂ一五／（丘／Ｄ）可得ｂ．（ｏ．７５×ｏ．０５）１（１６／３２）ａ０．０７５，当级联级数为４时据式（２－－３０）可得在频率＾处的衰减可达Ⅳ・４一－Ｎ・２０１９ｂ一９０ｄＢ，主瓣电平与第一旁瓣电平的差值为『Ｎｘｌ３．４６１—５３．８４（ｄＢ），所以设计的３２倍抽取率和４级级联抽取滤波器减小了混叠影响，并增大了阻带衰减。该ＣＩＣ滤波器具体ＦＰＧＡ设计将在下一章阐述。

图４—６ＣｌＣ滤波器频率响应

４．２．１．４ＦＩＲ滤波器的设计

由于ＣＩＣ滤波器主瓣宽度为５００ＫＨｚ，且通带不平坦，而ＭＳＫ信号９９％能量集

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中在频带宽度约为１．２／Ｔｂ，即６０ＫＨｚ内，所以后级还用等波纹法设计了１４阶的ＦＩＲ低通滤波，对波形进行整形，并滤掉６０ＫＨｚ以外的噪声，提高信噪比。由设计依据及ＭＳＫ调制特性可知，其信道传输带宽为０．７５Ｘ５０Ｋ即为３７．５ＫＨｚ。ＦＩＲ输入数据速率（即采样率）为５００Ｋｌｌｚ，若设通带截止频率，。和阻带截止频率，：分别为３８ＫＨＺ和６２．５ＫＨＺ，通带波纹６。和阻带波纹ｄ。均为０．１。根据上述参数可在ＭＡＴＬＡＢ中调用ＦＩＲＰＭＯＲＤ函数，计算得到滤波器阶数为１４阶，再调用ＦＩＲＰＭ函数生成系数后，根据实际仿真结果，用１０ＢＩＴＳ的位宽对生成的系数进行了量化，然后用ＦＰＧＡ具体实现该滤波器。该滤波器的幅频响应和相频响应【捌１１４】如图４－－７所示：

图４－７等波纹低通滤波器频率响应

４．２．２ＭＳＫ基带解调电路的设计

下变频部分通常采用正交解调的通用结构，而基带解调部分则是根据各种解调模式有不同的算法设计。在该ＭＳＫ解调程序模块中，采用了对基带相位求差分的算法。因为我们知道两点之间传输的比特与两点之间的基带相位差有关，通过求取两点之间的基带相位差来得到解调所需的比特信息。

由前面的讨论可知：下变频后得到的基带信号经３２倍抽取后速率降为每符号１０个抽样点，所以求取两点之间的基带相位差就是求相差１０个样点的两点之间的相位差。求解的方法是将复基带信号与延迟ｌＯ个样点的复基带信号的复共轭相乘，并取其虚部，即：

设钆和钆。分别表示相差１０个样点的两个基带相位，则复基带信号可表示为