黄金彩票平台基于DSP开发工具DSP Builder软件实现无
作者:admin 文章来源:未知 发布时间:2020-09-28 13:43

  tola在1992年提出的一个概念,它的核心思想是在完全可编程的硬件平台上通过注入不同的软件,实现对工作频段、调制解调方式、信道多址方式等无线功能的改变。调制解调技术在软件无线电的研究过程中是一个重要的组成部分。目前对于软件无线制技术的实现多是采用具有调制功能的专用芯片(其中应用较为广泛的是AD公司的AD985X系列)或是可件和专用器件相结合的设计方法实现,然而在某些场合,这些调制方式和控制方式与系统的要求差距很大。因而,完全采用高性能的就是一个很好的解决方法,它提供了一个良好的数字无线通讯系统验证环境,可以将多种调制算法在实验平台上实现,并通过平台提供的基本控制系统实现对系统的验证仿真,黄金彩票首页并且用这种软件化硬件的设计方案,可以产生多种模式的数字调试方式,具有多功能性、通用性、集成度高、易于升级等优点。

  本文采用了Altera公司推出的FPGA的DSP开发工具DSP Builder软件,基于DDS(直接数字频率合成)技术原理,设计了一种适合于软件无线电使用的可控数字调制器,可以完成FSK、PSK、ASK等调制方式,并采用此方法在FPGA芯片上进行系统实现。

  在数字通信系统中,数字基带信号通常要经过数字编码然后调制后再传输。常见的调制方式有频移键控(FSK)、相移键控(PSK)、幅移键控(ASK)等。

  其中,ak为二元码符号,1或0;g()为单极性不归0波形,归一化幅度;Tb为二元序列码元问隔。

  其中W1为传号载频;W2为空号载频;θ1.和θ2分别为传号与空号载波的初相,在[-π,π]均匀分布;w0=(w1+w2)/2为载波频率;kTb≤t≤(k+1)Tb。

  对于所设计的系统采用正交调制,对此表现在已调信号(传号与空号)各自的相关系数--正交关系。FSK和ASK相关系数均为ρ12=0,PSK的相关系数为ρ12= 一l。一般的,要满足此条件,应考虑到载波频率fo是码元频率Rb=1/Tb整数倍,即fo=mRb或1bit间隔包括整数个载波周期,即Tb=mTo,这是对以后在DSP Builder中优化系统时的依据。实现上述调制的方法有多种,采用DDS技术做正交调制,能够克服解调输出的严重失真,提高抗噪声性能。

  直接数字合成(DDS,Direct Digital Synthesize)是一种新型的频率合成技术。DDS以数控振荡器的方式产生频率、相位和幅度可控的正弦波。以DDS产生的正弦波作为调制的载波,可以达到精确、无偏离、便于集成等优点。图1为DDS的基本实现原理结构图同。

  电路包括相位累加器、相位调制器、正弦ROM查找表、基准时钟源、D/A转换器等组成。其中前三者是DDS结构中的数字部分,具有数控频率合成的功能。DDS是基于查找表方法,将一个正弦波周期的N个均匀采样点存储在存储器中,以均匀速率将这些采样点输送到DAC,即可得到一个单频正弦波,如果每隔K个采样点输出一个数据,则会得到K倍频的正弦波。但是,系统会存在一个上限频率,这取决于N的选择和系统的采样频率。设一正弦波为:

  将一个周期的正弦平均分为N份,取N为2的整数幂。则每一份的相位的大小是:

  根据采样定理,K应该满足K≤N/2。如果想得到更高的输出频率,只有增加一个周期的采样点N,也就是增加采样频率。这是以后计算中频调制参数的依据。

  DDS在此可调调制系统中作为载波信号发生部分,黄金彩票首页与传统的频率合成技术相比,具有频率稳定度高,频率转换速度快,输出相对带宽宽,频率分辨率高等特点,而且DDS的这些功能应用于软件无线电中,可以部分降低CPU的处理负担,使整个系统的性能达到较好的程度。

  根据DDS基本原理,基于Matlab/Altera DSP Build 建立适合软件无线。电路全部采用有符号数,其中频率字为32位,幅度字为l 8位,分别控制载波的频率值及载波幅度值。系统由两个控制按键(key l和key2)、一个信号输入端、三个初值输入端(key3、key4和key5)组成。其中key l和key2控制调制方式,key3和key4是载波的频率控制字输入口,key5是载波幅度控制字的输入端。

  整个系统主要由一个DDS构成,包括两个查表ROM及其他控制电路。当key1、key2为11、01、00时,分别实现FSK、PSK、ASK调制;当key1、key2为10时无信号输出。在信号的输人端接收被调制的信号。黄金彩票首页由AltBus、Parallel Adder Substractor、Delay 构成DDS的核心部分--相位累加器。正弦查找表模块LUT的计算式为:

  受存储器容量和成本限制,正弦查找表模块LUT容量有限,这里设置为10位,为了获得较高的频率分辨率,DDS模块的频率字设置为32位,也即相位累加器字长位32位,DDS将获得fcal/232频率分辨率。

  由于要达到软件无线电传输标准的调制器设计,通过计算得到频率字的取值。设基带码元速率为1kHz,系统采样频率为32MHz,即对每个码元采样32个点,要达到一个中频载频取中频载频为:f1=600k,f2=1M,取N=232,根据式(5),可得其频率控制字分别为:

  按照图3所示的调制器结构在Simulink中完成仿真系统的搭建,并对其进行系统级仿真,施加合适的激励.添加合适的观察区间,在模型窗口选择“Simulink”菜单,再选Start项仿真。双击Scope 模块,分别得到FSK、PSK、ASK仿线。

  FSK模型(key1=1,key2=1):FSK调制载波的频率有两种,这两个频率值可通过key3和key4来设置。当输入是高电平1时,选择的频率是key4,在正弦查找表ROM中取数据作为输出;当输入为低电平0时,选择的频率值为key3,在正弦查找表ROM中取数据作为输出。

  PSK模型(key l=0,key2=1):由两个ROM来完成,一个正弦查表,另一个余弦查表。它的调制载波频率也是由key3来设置的。当输入信号为高电平l时,选择正弦查表ROM中的数据输出;当输入信号为低电平0时,选择余弦查表ROM的数据作为输出。

  ASK模型(kev1=O,key2=O):调制载波的频率是由key3来设置。当输入信号伟为高电平1时,选择DDS中的正弦信号作为输出,而当输入信号为低电平O时,选择一个常量值作为输出,从而实现ASK调制。

  通过Simulink系统级仿真后对模块进行编译,这在Simulink中自动完成后续的综合、时序分析等操作。通过SignalComplier(如图4)把Simulink的模块文件(.mdl)转换成通过的硬件描述语言VHDL文件,选定Cyclone系列芯片,并由

  II进行综合、适配、时序分析,最终得到可供下载使用的.sof文件。打开Q

  us II,进行Cyclone系列的EP1C6Q240C8芯片,进行重新编译、仿真,下载到芯片通过D/A采样后可以从示波器中看到图3所示调制波形,通过拨码开关控制使其能实现可调的系统功能。6.结论

  该设计避免了编写繁琐的硬件描述程序,同时避免了向ROM中填写大量的波形数据。充分利用了Matlab中Simulink的DSP Builder 工具箱的图形化界面建模、系统仿真功能,同时又区别于完全图形化的方法。针对第二代

  的标准中混频是从600KHz-4MHz中频上变频,数据速率基本上是1200bps、2400bps,文中的基于软件无线MHz中频,数据速率达到1000bps的设计基本满足一般应用的需求。而对于如何控制调制器的频率是下一步研究的内容。责任编辑:gt

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