基于FPGA的MSK调制解调器设计与应用

2011-01-11 21:22:25来源: 常州工学院电子信息与电气工程学院

  数字调制解调器在点对点的数据传输中得到了广泛的应用。通常的二进制数字调制解调器是建立在模拟载波上的,在电路实现时需要模拟信号源,这会给全数字应用场合带来不方便。本文分析了MSK(最小频移键控)数字调制信号特征,提出一种全数字固定数据速率MSK调制解调器的设计方法,应用VHDL 语言进行了模块设计和时序仿真。硬件部分在Altera公司 EP2C15AF256C8N FPGA 上实现了MSK 数字调制解调器,并在常州市科技攻关项目:粮库储粮安全网络智能监测系统的嵌入式测控部分应用。实测表明,数字MSK 调制解调器具有包络恒定,相位连续,频带利用率高的优点。并且在FPGA 上实现时设计效率高,可与其他模块共用片上资源,对于全数字系统中的短距离数据通信是较好的解决方案。

1 数字MSK 调制的载波频率与相位常数

  最小频移键控MSK ( Minimum Frequency Shift Keying ) 是二进制连续相位FSK 的一种特殊形式。有时也称为快速频移键控(FFSK)。MSK 调制方式能以最小的调制指数(0.5)获得正交信号, 同时MSK 比2PSK 的数据传输速率高,且在带外的频谱分量要比2PSK 衰减更快。

  MSK 是恒定包络连续相位频率调制,其信号的表示式为

 

基于FPGA的MSK调制解调器设计与应用

  MSK 调制必须同时满足调制指数0.5 和相位连续条件,由MSK 信号表示可知,为了使调制指数为0.5,MSK 信号的两个频率应分别为:

 

基于FPGA的MSK调制解调器设计与应用

  上式反映了MSK 信号前后码元区间的约束关系。MSK 信号在第k 个码元的相位常数不仅与当前码元的取值有关,而且还与前一个码元的取值及相位常数有关。在数字载波的情况下,上述条件等同于根据前一码元的相位,选择当前码元的相位是同相或反相,以保证数字MSK信号的相位连续。

2 数字MSK 调制解调器FPGA 模块实现

  用FPGA 实现的MSK 调制器模块如图1 所示。

 

基于FPGA的MSK调制解调器设计与应用

图1 MSK 调制器模块

  图中预分频器和“0”、“1”码分频器组成载波发生器,在输入码序列同步信号的控制下分别产生“0”码和“1”码的数字载波。为了方便设计与调整,预分频器设置2 级分频电路,分频系数分别为D1 和D2,从分频效率考虑,D1 和D2 的乘积应为总分频系数的最大公共因子。

  “0”码和“1”码分频器的分频系数C1、C2 的设置必须满足调制指数0.5 的条件。输入调制信号数字序列控制2 选1 多路选择器,选出对应输入码流中“0”、“1”码元的数字载波。相位检测模块与第二级2 选1 多路选择器、码长分频器和反相器组成连续相位形成电路。在前面确定“0”、“1”码元的数字载波时,每个码元的载波周期数也随之确定, 其中“0”、“1”数字载波相位差固定为180°,因此可以简单地用0、1 来表示2 个载波相位。在相位检测模块中,码长分频器作为1bit 延时的时钟信号,输入数字信号延迟一码元信号D-1 与前次产生的2 选1 选择器控制信号S 比较,得到前一码元结束时的相位Q-1,其结果如表1 所示。

 

基于FPGA的MSK调制解调器设计与应用

图2 MSK 解调器模块

  

[1] [2]

关键字:现场可编程逻辑阵列  最小频移键控  调制  时序仿真

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2011/0111/article_3428.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
现场可编程逻辑阵列
最小频移键控
调制
时序仿真

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 视频监控 智能卡 防盗报警 智能管理 处理器 传感器 其他技术 综合资讯 安防论坛

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved