基于FPGA的部分響應CPM信號解調器的設計

在現有的民用、軍用通信系統的眾多應用領域中，為了實現高速率數據傳輸，提高頻譜利用率，必須采用帶寬效率更高的編碼、調制技術。在眾多的調制方式中，連續相位調制信號（CPM 信號）具有恒包絡特性，它用于承載信息的相位軌跡連續變化，因此該類信號擁有較高的帶寬效率。基于CPM信號的恒包絡、帶寬緊湊和能量利用率高等優點，近幾年來，它受到廣泛的研究與應用。

　　文中分析了二進制，部分響應L=2 的連續相位調制方式，提出了一種該調制方式下解調器的FPGA 設計方法，并運用VHDL 硬件描述語言實現。

　　1 CPM 的基本原理

　　連續相位調制信號可以用式（1）表示：

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

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

　　式（3）中， L 又稱為關聯長度。

　　根據式（2）計算CPM 信號的基帶相位，根據相位計算基帶信號的I/Q 兩路，之后使用兩路信號相加就可以得到調制后的CPM 信號，見圖1。

圖1 CPM 信號調制