基于FPGA的部分響應(yīng)CPM信號(hào)解調(diào)器的設(shè)計(jì)

在現(xiàn)有的民用、軍用通信系統(tǒng)的眾多應(yīng)用領(lǐng)域中，為了實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸，提高頻譜利用率，必須采用帶寬效率更高的編碼、調(diào)制技術(shù)。在眾多的調(diào)制方式中，連續(xù)相位調(diào)制信號(hào)（CPM 信號(hào)）具有恒包絡(luò)特性，它用于承載信息的相位軌跡連續(xù)變化，因此該類信號(hào)擁有較高的帶寬效率。基于CPM信號(hào)的恒包絡(luò)、帶寬緊湊和能量利用率高等優(yōu)點(diǎn)，近幾年來，它受到廣泛的研究與應(yīng)用。

　　文中分析了二進(jìn)制，部分響應(yīng)L=2 的連續(xù)相位調(diào)制方式，提出了一種該調(diào)制方式下解調(diào)器的FPGA 設(shè)計(jì)方法，并運(yùn)用VHDL 硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。

　　1 CPM 的基本原理

　　連續(xù)相位調(diào)制信號(hào)可以用式（1）表示：

　　式（1）中， b E 表示信號(hào)的碼元能量，T 是碼元間隔，即表示信號(hào)幅度。c f 是載波頻率，φ （t, I ）是帶有傳輸信息的信號(hào)相位函數(shù)，其中I 表示發(fā)生的符號(hào)序列。φ （t, I ）的表達(dá)式如下：

　　其中n I 是M （M = 2,4,8,16……） 進(jìn)制的符號(hào)信息，取值為{±1,±3,……,±（M -1）}。文中M 為二進(jìn)制調(diào)制， n I 的取值為+1、-1。h 是調(diào)制指數(shù)，g（t）是成形脈沖函數(shù)。脈沖函數(shù)g（t）采用升余弦脈沖RC：

　　式（3）中， L 又稱為關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度。

　　根據(jù)式（2）計(jì)算CPM 信號(hào)的基帶相位，根據(jù)相位計(jì)算基帶信號(hào)的I/Q 兩路，之后使用兩路信號(hào)相加就可以得到調(diào)制后的CPM 信號(hào)，見圖1。

圖1 CPM 信號(hào)調(diào)制