基于FPGA的全数字相干解调器的实现

相干解调方案的抗噪能力和误码性能优良,广泛用于全数字接收机中.载波同步和位同步是其中的关键技术,直接影响到解调性能.本文以QPSK信号为例,用修正科斯塔斯环实现载波同步,用基于数字内插和Gardner算法的锁相环结构恢复定时时钟,并从工程应用的角度论述了相干解调器的硬件设计要点.最后在低成本FPGA芯片上验证了设计的可行性和正确性,该解调器抗噪性能良好,高速且实时,具有很大的工程参考价值.     

基于FPGA的直扩信号同步设计与实现

根据解调器的需要,基于软件无线电设计思想,设计了一种采用串并结合的全数字超前—滞后环路,实现了伪码快速同步、全数字点叉积锁频环和松尾锁相环,实现快速载波频率相位同步的技术方案,介绍了伪码同步和载波同步电路的工作原理与实现结构。采用此同步系统设计的解调器结构简单、性能稳定,可通过软件升级进行功能扩展,可以应用到多种通信和侦察接收机中。     

数字Costas环的matlab仿真及其FPGA实现

基于锁相环的模型,研究了数字Costas环的结构和性能．首先介绍了Costas环的基本原理及数学模型,其次使用matlab编程的方法实现了软件上的仿真,最后在QuartusⅡ＋ModelSim环境中用VHDL语言实现了该算法．仿真和实验结果表明,该Costas环路具有十分优良的性能．     

直扩导航系统中数字科思塔斯环的FPGA设计与实现

引言 扩频接收机载波的同步包括捕获和跟踪两个过程,载波捕获即多普勒频移的粗略估计通常包含在伪码同步过程中,而精确的载波相位及多普勒频移则通过FLL（锁频环）和PLL（锁相环）跟踪来实现。锁频环直接跟踪载波频率,而锁相环则直接对载波相位进行跟踪。锁相环具有较高的跟踪精度,但对通信链路干扰的容忍能力差,特别是受载体动态引入的多普勒频移影响较大;而锁频环具有较好的动态性能,但跟踪精度较低。     

全数字Costas环在FPGA上的设计与实现

Costas环是一种闭环自动调整系统,常用于抑制载波的相位调制系统中提取参考载波信号。文中在FPGA(现场可编程门阵列)平台上实现了全数字化的Costas环载波恢复电路,介绍了Costas环的基本原理,详细阐述了环路各部件的参数及电路设计,给出了实现后的RTL(寄存器传输逻辑)原理图及仿真测试数据,仿真结果表明,该Costas环路具有十分优良的性能。     

基于科斯塔斯环法的载波提取的设计

介绍了平方变换法相干解调原理,从工程角度完善了载波提取的电路结构,消除了频移载波的误锁问题.提出用科斯塔斯环法来实现从2DPSK信号中提取相干载波,解决了提取的载波信号存在180度的相位含糊问题,为通信系统提高抗噪性能提供了条件.当载波频率很高时,工作频率较低的科斯塔斯环易于实现.并用Simulink设计出科斯塔斯环法提取载波的仿真电路图和进行相应的仿真实验.     

基于科斯塔斯环的载波提取技术

针对通信技术中载波同步问题,提出利用科斯塔斯环提取载波。对抑制载波的双边带调制系统建模并对其仿真分析,结果表明科斯塔斯环用于载波提取可以降低成本,减小相位模糊现象,具有一定的可行性。     

卫星导航接收机基带信号跟踪环路的FPGA实现

本文详细论述了卫星导舷接收机基带信号跟踪环路的设计方案,阐述了在FPGA中的实现方法。实际运行结果表明跟踪环路功能正常,满足设计要求。     

高动态直扩信号快捕设计与FPGA实现

为了解决高动态直扩信号捕获速度与资源消耗的矛盾,分析了部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)的捕获性能。针对PMF-FFT捕获范围有限且占用硬件资源过多的问题,采用递归折叠匹配滤波器代替常规匹配滤波器的方法大大节省了硬件资源,并行FFT保证了其捕获速度,同时采用扫频方法成倍增加了频偏捕获范围。给出了该方法的FPGA设计结构与实现结果,验证了该方法的有效性。与FFT循环卷积方法相比,在频偏捕获范围一定的前提下,所提方法捕获速度快,占用资源较少,非常适合高动态直扩信号的快速捕获。     

压缩域直扩测控通信信号载波同步技术

为解决压缩感知理论在直扩测控通信应用过程中面临的压缩域信号载波同步问题,针对重构算法复杂度偏高、计算资源消耗过大与系统实时性要求之间的矛盾,提出了一种改进的压缩域Costas环技术,该环路不再需要进行信号重构,可以直接从压缩域信号中提取频率和相位信息。首先通过压缩域信号估计理论分析,给出了压缩域直扩测控通信信号处理框架,并提出了改进的压缩域Costas环路;然后对环路模型及其跟踪精度进行了理论分析;最后通过计算机仿真验证了该环路技术有效性。理论分析和仿真实验表明环路能够在压缩域中实现高动态信号的高精度载波跟踪和解调处理。压缩域Costas环技术可应用在基于压缩感知的宽带扩频测控通信系统、认知无线电等相关领域,具有一定工程应用价值。     

信号到达检测技术的FPGA设计实现

介绍了数字通信中的信号到达检测技术,已在Xilinx FPGA芯片上实现,并且应用于某高速数据传输系统。通过人为加入噪声测试、实际应用环境测试等不同手段测试表明,文中介绍的信号到达检测模块,能够满足系统的虚检概率和漏检概率指标要求。     

基于FPGA和DDS的数字调制信号发生器设计与实现

为了提高数字调制信号发生器的频率准确度和稳定度,并使其相关技术参数灵活可调,提出了基于FPGA和DDS技术的数字调制信号发生器设计方法。利用Matlab/Simulink、DSP Builder、QuartusⅡ3个工具软件,进行基本DDS建模,然后在DDS模块的基础上,通过单片机等电路组成的控制单元的逻辑控制作用,根据通信系统中数字调制方式的基本原理,设计并实现了数字调制信号发生器,从而实现二进制频移键控(2FSK)、二进制相移键控(2PSK)和二进制幅移键控(2ASK)3种基本的二进制数字调制。所得仿真结果表明设计方法的正确性和实用性。     

Costas环法BPSK信号解调的研究与实现

载波同步与解调是通信系统中的关键技术之一。二相相移键控(BPSK)、四相相移键控(QPSK)调制是最基础、最常见的2种相移键控调制方式,应用比较广泛,因此其信号的正确、快速解调的研究变得非常重要。这里主要研究了科斯塔斯(Costas)环法BPSK信号的解调方法,QPSK信号可以看成2路BPSK信号,不难以文中所述为基础实现QPSK信号的解调。在Simulink平台对BPSK信号的解调进行了仿真,介绍了BPSK信号的产生、载波同步解调过程的仿真模型,给出了比较详细的实现过程,对仿真结果进行分析。仿真结果表明,文中搭建的仿真模型能够实现BPSK信号的解调。     

基于FPGA与单片机的多功能信号发生器的设计与实现

文章设计的多功能信号发生器以FPGA芯片为系统核心,利用单片机进行系统控制,采用液晶屏作为显示界面,设计的信号发生器可以产生正弦波、三角波、矩形波及任意波形等信号,并且信号具有精度高、频带宽、稳定度高等特点。     

串行直扩MSK调制信号产生及FPGA实现

鉴于常规并行直扩MSK调制器的硬件实现占用资源较大且在高数率场所实现困难,研究了一种直扩MSK信号串行产生方法,并通过硬件实现证实了该方法的可行性和优越性。串行产生方式是将直扩BPSK信号经过转换滤波器作用后得到直扩MSK信号,算法核心在于转换滤波器的设计,具体方法为采用凸优化算法设计出的滤波器具有较小的阶数,使得硬件实现占用资源较少。结果表明,在低速率条件下两者输出的直扩MSK信号性能一致,而串行方式硬件复杂度小得多;在高速率条件下并行方式实现困难,而串行方式能更好地适用于高速率的直扩系统。     

基于DSP和FPGA的导航计算机系统设计

为提高导航的精度和实时性,设计了基于DSP和FPGA的导航计算机模块,成功实现了低成本、小型化的捷联惯性导航系统。通过描述硬件的设计原理和软件的框架及流程,简要介绍了系统的设计和实现方法。经验证,该系统达到了导航定位的性能和精度要求,姿态、位置和速度等参数可以有效融合多传感器的导航信息,能满足导航计算机在处理能力、体积、功耗和适应性等方面的要求。     

基于FPGA的数字频率合成器设计与实现

为了产生稳定激励信号的目的,采用Verilog硬件语言在FPGA上实现了数字频率合成器的设计,该设计包括累加器、波形存储器、AD转换、低通滤波器等;对累加器、波形存储器都进行了仿真,并下载到FPGA中,经A/D转换,滤波,获得了稳定的正弦激励信号。本设计只实现了正弦信号设计,通过对波形存储器数据改变,可以实现任意波形的输出。     

基于FPGA实现直接数字频率合成脉冲线性调频信号

通过研究直接数字频率合成(DDS)技术的原理和电路结构,分析基于DDS技术合成脉冲线性调频信号(DDSLFM)的可行性,给出两种DDS相位地址信号产生电路的原理结构。在此基础上分析DDS-LFM系统参数的设置问题,利用FPGA设计实现DDS-LFM系统的硬件电路。最后利用Matlab仿真软件对该系统输出的波形数据进行频谱分析,给出了归一化的幅频特性曲线和时频特性曲线。     

基于FPGA的某导航激励器通信与控制的设计与实现

介绍了一种应用于某导航激励源上的通信与控制电路的硬件、软件的实现,其利用 FPGA 独立完成了复杂 UART 通信和下位机控制,该电路具有稳定和高效的特点。该系统硬件采用了 Xilinx 公司的 XC4VLX40 芯片,软件使用 VHDL 硬件描述语言和 Xilinx ISE9.1i 设计工具软件开发完成。     

BOC调制信号发生器的设计与实现

BOC调制信号应用在卫星导航系统中有很多优势,其具有良好的抗多径、抗干扰性能和很高的研究价值。针对目前国内没有功能完善的BOC调制信号发生器,无法深入展开BOC调制信号相关研究的现状,开展了BOC调制信号发生器的研究并设计了一种基于FPGA的BOC调制信号发生器。详细介绍了BOC调制信号发生器的系统组成,各个模块的实现方式,指出了实现的关键技术。使用频谱仪对BOC调制信号发生器进行了测试,验证了其产生BOC调制信号的正确性。