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qpsk调制解调 - 基于fpga - 图文

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200MHz,然后再分频。具体的分频办法将在系统构建的实验里说明。最后得出的输入时钟频率占空比不固定,但经过模64的计数器分频调整后,不影响I/Q解调。利用计数器,每次循环计数到32时,根据顺序判断信号,选择输出I路或者Q路的采样值,然后继续计数,当再次计数到32时,再输出另外一路的信号,这样交替的输出,最后完成了I/Q的解调。

3、QPSK I/Q解调器的实现功能图

图(1)

图(2)

4、实验的分析与说明

图中的输入时钟为clk_256,,即为基带频率的64倍频。I/Q两路信号如iq_mo波形所示,解调出来的波形如iq_de所示,y为6位计数器,data_out为伪码发生器生成的原始伪码波形。

从图(1)可以看出,iq_mo的信号交替输出之后与iq_de的信号相符合,而iq_de信号与原始伪码波形同,只是有几个时钟周期的延时,能很好的还原出原始信号,完成了解调功能。

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由于采用时钟为基带频率的64倍频,相当于每经过64个时钟周期才能输出一个伪码信号,所以需要计数64次才让顺序判断信号judge2跳转一次,最后根据顺序判断信号,交替输出一次iq_mo信号。

在本实验中,毛刺也是一个不容忽略的问题。在iq_de交替输出的时候,会有一个时钟的误判,造成iq_mo1[1]与iq_mo[0]的交替选择延迟,使解调输出产生错误,形成毛刺。这个时候就需要调整顺序判断信号judge2,使其跳转周期在iq_mo信号更新的后一个时钟周期发生翻转,再根据judge2进行判断选择输出,这样就可以避免误判与毛刺的产生。

(七) 选项法中频调制

1、 选项法中频调制的定义

选想法中频调制即根据并联的数据类型进行选择,按照输入的双比特码元的

不同,逻辑选相电路输出相应相位的载波,例如,双比特码元IQ为10时输出45度载波IQ为00时输出相位为135度的载波等。

2、 选项法中频调制的功能

选相法中频调制能使两路信号实现qpsk调制,而QPSK技术具有抗干扰能

力强,误码性能好,频谱利用率高,等优点。

3、选想法中频调制的实现方法

在数字电路的设计中,采取(00,11,10,01)分别对应(1100,0011,

1001,0110)进行调制,即在时钟脉冲作用下进行分频,并实现四路载波,而后根据双比特码元进行选择四路载波之一,达到调制。本实验采用基带的16倍频作为调制载波,每路载波的相位不同,根据I/Q信号的不同(00,11,10,01),

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选择输出某一路载波,这样I/Q信号的容就以相位形式存储在载波中。

4、选项法中频调制的实现的图形

5、实验的分析与说明

图中,clk_576为伪码的输出时钟;clk_16为基带频率的32倍频,通过clk_16这个时钟,产生基带频率的四相位载波,即carrier信号;mid为6位计数器;ph_out为调制完成后的波形输出;iq_mo是I/Q两路信号。

实验要求调制信号为基带频率的16倍频,所以载波信号为基带信号的16倍频。可以使用载波的4倍频,即基带频率的64倍频,做为基准时钟,按照相位不同输出对应(1100,0011,1001,0110)来产生相应的调制载波,但是频率越高,时钟的占空比波动越大。本实验采用的基准时钟是载波的2倍频,即基带的32倍频,然后分成两路,carrier[0]与carrier[2]采用时钟上升沿触发,赋初始值分别为0,1;carrier[1]与carrier[3]采用时钟的下降沿触发,赋初始值分别为0,1,这样就能形成基带频率16倍频的四相位载波。

由于采用的基准时钟为基带频率的32倍频,所以需要在计数器每隔32个时钟采样一次伪码发生器的信号。采样点选为16与48,这样相当于在伪码发生器的输入时钟下降沿进行采样,采样点没有电平跳变,避免了毛刺的产生。

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根据I/Q值选择载波输出,图中在计数器计数值为48时候,I/Q发生了一次跳变,所选择的载波有carrier[0]变为carrier[2],产生了一次相位跳变,完成了信号的调制。

(八) 中频解调器

1、中频解调的功能

对接收到的qpsk中频调制波形进行采样,每个周期采样4个点,然后根据调制时I/Q两路信号与载波相位的关系,解调出I/Q两路信号,最后根据同步的时钟,将I/Q两路信号合成一路信号,还原成原始输出的信号。 2、中频解调的实现方法

由于所用的中频频率为基带频率的16倍,解调时要选用的时钟频率为中频频率的4倍,即基带频率的64倍。对每个中频周期采样4次,在保证时钟同步的情况下,能得到1100,0011,1001,0110这四种结果,然后采取的相位——I/Q对应关系(1100,0011,1001,0110)——(00,11,10,01),恢复出I/Q两路信号,再根据I/Q解调器的方法将恢复出伪码发生器输出的信号,恢复后信号与原信号对比仅有延时。

3、中频解调器的的实现的图形

图(1)

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图(2)

4、实验的分析与说明

图(1)中clk_256为基带频率的64倍频,作为中频解调的时钟;ph_out为输入的中频调制信号,cnt是采样计数器;judge是顺序判断信号,iq为解调出的I/Q信号;temp为采样值,x为顺序判断信号的翻转计数信号;data_out为解调后恢复的信号;datout为伪码发生器产生的信号。

clk256 占空比不固定,但是并不影响信号的采样。为减少毛刺,避开调制信号的跳变点,用时钟的下降沿采样,每个已调信号采样4个点,根据4个点的值进行判断。假如时钟同步正确,所采到的temp值就有4个(1100,0011,1001,0110),再由与I/Q的对应关系(1100,0011,1001,0110)——(00,11,10,01),解调出I/Q两路信号。

得出I/Q信号后,采用QPSK I/Q解调器的I/Q解调方法,最终解调恢复出原始信号,从图(2)可以看出,data_out与datout两个信号相同,只有几个时钟的延时。

由于采用的是QPSK I/Q解调器的解调方法,所以在顺序判断信号judge的翻转点要选择正确才能避免毛刺。在采样的时候已经延时了4个时钟周期,需要在原来翻转计数点(32)加上4个时钟周期,再往后延时2个时钟周期,即计数点

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