GPS系統(tǒng)TMBOC調(diào)制的FPGA實(shí)現(xiàn)

從圖2可以看出，由于疊加BOC(6，1)頻譜成分，TMBOC的功率譜與BOC(1，1)相比，在±6 MHz和±18 MHz附近出現(xiàn)小主峰。凸出的地方是BOC(6，1)主瓣的地方。如提高BOC(6，1)所占的功率比，則凸出的小主峰的峰值也隨之變大。由于MBOC通過在BOC(1，1)的頻譜上增加少部分的高頻分量，從而獲得更窄的自相關(guān)峰曲線，提高偽碼跟蹤精度，且在一定程度上緩解了多徑干擾。

2 用FPGA實(shí)現(xiàn)TMBOC調(diào)制
2．1 基帶TMBOC信號的產(chǎn)生
FPGA(Field Programmable Gate Array邏輯電路具有編程靈活、易修改、速度快、性能穩(wěn)定可靠、設(shè)計(jì)開發(fā)周期短、設(shè)計(jì)制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于通信、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)、芯片設(shè)計(jì)、軍事和航空航天等眾多領(lǐng)域。設(shè)計(jì)使用Xilinx公司的ISE10．1集成開發(fā)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，用ModelSim6．5進(jìn)行硬件仿真，使用VHDL語言實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。

圖3為TMBOC基帶信號調(diào)制方框圖。其中clk為外部晶振提供的122．76 MHz時鐘信號，經(jīng)過分頻電路產(chǎn)生12．276 MHz的副載波生成時鐘、2．046 MHz的副載波生成時鐘和1．023MHz的擴(kuò)頻碼時鐘，這些時鐘具有相同的起始點(diǎn)。數(shù)據(jù)信號和產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻得到擴(kuò)頻信號，擴(kuò)頻信號再與副載波產(chǎn)生器產(chǎn)生的1．023MHz方波副載波進(jìn)行調(diào)制得到數(shù)據(jù)通道的基帶信號。碼片選擇器對副載波產(chǎn)生器產(chǎn)生的6．138MHz副載波和1．023MHz副載波進(jìn)行選擇，得到時分副載波信號，把時分耐載波信號與另一擴(kuò)頻序列產(chǎn)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻信號進(jìn)行調(diào)制就得到導(dǎo)頻通道的基帶信號。把兩路的基帶信號進(jìn)行合路得到TMBOC基帶信號?；鶐д{(diào)制中需要對數(shù)據(jù)通道副載波和導(dǎo)頻通道副載波分別乘以系數(shù)。
下面對調(diào)制過程的主要模塊進(jìn)行介紹：
(1)擴(kuò)頻序列產(chǎn)生模塊。擴(kuò)頻序列產(chǎn)生器用來產(chǎn)生導(dǎo)數(shù)據(jù)通道和導(dǎo)頻通道的擴(kuò)頻碼。TMBOC調(diào)制的擴(kuò)頻碼主要使用m序列，由一10級反饋移位器構(gòu)成，生成碼片長度為1 023。
(2)副載波產(chǎn)生模塊。數(shù)據(jù)通道使用單一BOC(1，1)的副載波作為副載波，而導(dǎo)頻通道使用BOC(1，1)副載波和BOC(6，1)副載波混合混合生成的副載波。導(dǎo)頻通道副載波由碼片選擇器控制產(chǎn)生。碼片選擇器的原理是產(chǎn)生一周期為33個時鐘周期的信號選擇序列，在第1、5、7和30時鐘周期取高電平，其他時鐘周期取低電平。把信號選擇序列和其反相序列分別與BOC(6，1)和BOC(1，1)副載波相乘(與運(yùn)算)，得到的兩路信號再相加(或運(yùn)算)，這樣就生產(chǎn)導(dǎo)頻支路的副載波。導(dǎo)頻通道副載波生成仿真波形如圖4所示。

把數(shù)據(jù)通道副載波和導(dǎo)頻通道副載波分別乘以系數(shù)后與擴(kuò)頻信號進(jìn)行調(diào)制，再合并得到TMBOC調(diào)制基帶信號。由于系數(shù)為小數(shù)，在FPGA實(shí)現(xiàn)上要進(jìn)行定點(diǎn)運(yùn)算，其需要對系數(shù)進(jìn)行量化操作。