基于FPGA的非递归CPM调制器及解调器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的非递归CPM调制器及解调器的实现方法，主要解决已有技术时延较大、硬件资源消耗较多、复杂度较大的问题。其技术方案是：在基于FPGA的非递归CPM调制器的实现中，通过非递归转换模块，将递归CPM转换为非递归CPM，并生成两路查找表，通过查找表存储波形采样值实现非递归CPM的调制；在基于FPGA的非递归CPM解调器的实现中，将信道接收的复基带信号直接送入复共轭乘积模块进行运算，并基于非相干软输入软输出算法，通过不同的计算模块实现非递归CPM的解调，本发明专利技术的实现复杂度低，并减少了解调时延、节省了硬件资源，可用于移动通信、卫星通信及深空通信。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电路
，更进一步涉及一种非递归连续相位调制CPM系统的调制器及解调器，可用于移动通信、卫星通信及深空通信。
技术介绍
在无线通信领域，连续相位调制CPM是一类具有高功率效率和高频谱效率的编码调制技术，其包络恒定、载波相位连续。包络恒定使CPM对放大器的非线性不敏感，所以CPM可以在采用非线性放大器的信道中使用。载波相位连续使CPM信号避免了相位在相邻码元间的跳变，从而消除了高频分量。同时，相位连续的记忆特性使得CPM信号具有相位网格结构，从而可以将连续相位调制看作是一种融合了编码与调制特性的网格编码调制，可以像卷积码一样，CPM信号可以利用这种网格图来表示可能的传输信号，这种网格结构使CPM具有错误纠正的能力，从而获得一定的编码增益。传统的CPM调制器的设计中，一般采用FIR滤波器、相位累加器、正余弦查找表进行实现，由于连续相位无法确定，所以正余弦查找表中需要存储大量的数据。这就使得传统CPM调制器的硬件设计实现较复杂、硬件资源消耗较多。在对CPM研究中，Rimoldi已经证明，CPM的调制器可以分解为一个连续相位编码器CPE和一个无记忆调制器MM。进行这样的分解有两个优点。第一，编码与调制分开来研究，因而可以采用对应于不同形式CPM信号的不同形式编码器以及不同形式最优解码算法。第二，CPM的分解使得MM分离出来，可以将MM、波形信道和在一个符号间隔上工作的解调器的级联看成一个离散无记忆信道。因而离散无记忆信道的许多理论可以应用到CPM的研究当中。所以将CPM的调制器进行分解之后，会提升整个调制解调系统的性能。直接对CPM的调制器进行分解得到的是递归CPM，又可以通过转换矩阵得到等价的非递归CPM，而非递归CPM可以降低错误传播、提高检测性能。在接收端，对于CPM信号可以采用相干和非相干检测方法。维特比解调方法是最佳的相干检测，但是该方法要求收发载波完全同步，并且检测试验和复杂度
非常高，不容易实现。非相干检测不需要接收机载波同步，并且可以克服相位模糊问题，但相比于非相干检测，性能有损失。目前最常用的非相干检测有两种，一种是D.Divsalar和M.K.Simon二人提出的多符号差分检测方法，另一种方法是Giulio Colavolpe和Gianluigi Ferrrai提出的非相干BCJR检测方法。但是这两种方法的实现复杂度都很高。在传统的CPM解调器的硬件设计中，常用的非相干解调算法是1bit差分解调、2bit差分解调，设计复杂度较低，但是性能较差。还有一种非相干软输入软输出算法，既能接近相干解调性能，又能降低复杂度，但是实现的时延较大。非递归CPM具有比传统CPM更好的性能，但缺少硬件上的设计与实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于FPGA的非递归CPM调制器及解调器，以解决上述已有技术时延较大、硬件资源消耗较多、复杂度较大的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一，基于FPGA的非递归CPM调制器，其特征在于，包括：连续相位编码模块1，用于将基带二进制数据流转换为M进制递归数据序列{ck本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA的非递归CPM调制器，其特征在于，包括：连续相位编码模块(1)，用于将基带二进制数据流转换为M进制递归数据序列{ck}，其中ck表示第k时刻的M进制数据符号；用L+1个log2(M)比特位宽的寄存器存储该递归数据序列，则k时刻移位寄存器的内容为ck,…,ck‑i,…ck‑L，将其送入非递归转换模块(2)，其中0≤i≤L，L表示调制记忆长度；非递归转换模块(2)，用于将连续相位编码模块(1)中输出的M进制递归数据序列ck,…,ck‑i,…ck‑L，转换为等价的M进制非递归数据序列并将该非递归数据序列送入查找表地址产生模块(3)中，其中0≤i≤L，1≤l≤L+1；查找表地址产生模块(3)，用于将非递归转换模块(2)输出的序列分别送入Q路波形输出模块(8)中的Q路查找表及Y路波形输出模块(9)中的Y路查找表，作为各自的查找表地址，其可寻址范围为0～ML+1‑1；正弦C语言仿真模块(4)，用于根据非递归CPM的参数得到非递归CPM的NML+1个正弦波形采样值，即在C语言仿真环境下先设置非递归CPM的参数，再仿真出非递归CPM的ML+1条正弦波形，并对每条正弦波形进行N次采样，得到非递归CPM的NML+1个正弦波形采样值，其中非递归CPM的参数包括调制指数h、采样数N、调制脉冲类型以及调制记忆长度L；余弦C语言仿真模块(5)，用于根据非递归CPM的参数得到非递归CPM的NML+1个余弦波形采样值，即在C语言仿真环境下先设置非递归CPM的参数，再仿真出非递归CPM的ML+1条余弦波形，并对每条余弦波形进行N次采样，得到非递归CPM的NML+1个余弦波形采样值；Q路查找表生成模块(6)，用于根据正弦C语言仿真模块(4)输出的正弦波形采样值生成Q路查找表，即先在FPGA芯片中创建一个ROM查找表，再将正弦波形采样值进行T比特量化并存储在该ROM查找表中,即生成Q路查找表；将该Q路查找表送入Q路波形输出模块(8)；Y路查找表生成模块(7)，用于根据余弦C语言仿真模块(5)输出的余弦波形采样值生成Y路查找表，即先在FPGA芯片中创建一个ROM查找表，再将余弦波形采样值进行T比特量化并存储在该ROM查找表中，即生成Y路查找表；将该Y路查找表送入Y路波形输出模块(9)；Q路波形输出模块(8)，用于根据查找表地址读取Q路查找表中存储的非递归CPM的正弦波形采样值，输出与非递归数据序列对应的非递归CPM的Q路基带波形；Y路波形输出模块(9)，用于根据查找表地址读取Y路查找表中存储的非递归CPM的余弦波形采样值，输出与非递归数据序列对应的非递归CPM的Y路基带波形。...

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的非递归CPM调制器，其特征在于，包括：连续相位...

【专利技术属性】
技术研发人员：白宝明，孙浩，黎昞，沈春慧，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61