[發(fā)明專利]MPFSK、2CPFSK、GMSK波形信號發(fā)生器的數(shù)字邏輯電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210515594.0
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN103023478A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李柬;馬彪;張鵬泉;曹曉冬;褚孝鵬;李羚梅;范玉進(jìn);趙維兵;張波
• 申請（專利權(quán)）人: 天津光電通信技術(shù)有限公司
• 主分類號: H03K19/00
• 分類號: H03K19/00;H03K3/02;H03K7/00
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 12105
• 代理人: 莫琪

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種MPFSK、2CPFSK、GMSK波形信號發(fā)生器的數(shù)字邏輯電路。

背景技術(shù)

????MCPFSK、MSK、GMSK屬于相位連續(xù)的數(shù)字頻移鍵控（FSK）的三種調(diào)制方式。FSK（Frequency-shift?keying）是信息傳輸中使用得較早的一種調(diào)制方式,它的主要優(yōu)點是:?實現(xiàn)起來較容易,抗噪聲與抗衰減的性能較好。在中低速數(shù)據(jù)傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用。相位連續(xù)的數(shù)字頻移鍵控信號由于其相位的連續(xù)性，不僅具有實現(xiàn)容易、適用頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)、解調(diào)無需相干載波的優(yōu)點，而且避免了DPFSK信號由于在頻率轉(zhuǎn)換點上的相位不連續(xù)，而使功率譜產(chǎn)生很大的旁瓣分量，帶限后會引起包絡(luò)起伏的缺點，因此在數(shù)字通信領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

????高斯濾波最小移頻鍵控（GMSK），區(qū)別于前兩種調(diào)制波形，它利用高斯濾波器對基帶信號進(jìn)行預(yù)處理，使得信號的功率譜在主瓣以外衰減較快，主瓣寬度窄對鄰道干擾較小，因此應(yīng)用比較廣泛。

????因此實現(xiàn)GMSK調(diào)制的關(guān)鍵是高斯低通濾波器的設(shè)計。為了使輸出頻譜密集,?高斯濾波器必須具備以下特性:?1、窄帶和尖銳的截止特性,以抑制調(diào)制器輸入信號中的高頻分量;?Ω脈沖響應(yīng)過沖量小,?以防止瞬時頻偏過大;?保持濾波器輸出脈沖響應(yīng)曲線下的面積對應(yīng)于P/?2?的相移,?使調(diào)制指數(shù)為1/?2，一般采用硬件直接數(shù)字實現(xiàn)GMSK?調(diào)制。

發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明的目的就是根據(jù)數(shù)字通信領(lǐng)域應(yīng)用需要，提供一種能夠產(chǎn)生MCPFSK、2CPFSK、GMSK的多種波形信號發(fā)生器的數(shù)字邏輯電路。

????本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是：MPFSK、2CPFSK、GMSK波形信號發(fā)生器的數(shù)字邏輯電路，基于FPGA形成，其特征在于：數(shù)字邏輯電路由四個ROM，一個累加器及若干邏輯單元組成，其中與相位累加器相連的兩個ROM分別存儲正余弦波形，用于GMSK基帶信號的產(chǎn)生，另外兩個與乘法器相連的ROM同樣存儲正余弦波形，用于中頻載波的調(diào)制，通過模式切換開關(guān)選擇利用FPGA片內(nèi)資源產(chǎn)生調(diào)制波形；MPFSK、2CPFSK、GMSK波形信號發(fā)生器的數(shù)字邏輯電路用波形存儲方式直接產(chǎn)生?MCPFSK、2CPFSK波形信號，采用存儲相位路徑來實現(xiàn)高斯濾波器的功能，并采用正交調(diào)制的方法實現(xiàn)GMSK波形信號的發(fā)生；通過FPGA中的四個片內(nèi)ROM來存儲相應(yīng)的正余弦信號波形，通過頻率關(guān)鍵字的輸入控制所要產(chǎn)生信號的頻率，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字基帶波形；當(dāng)需要產(chǎn)生MCPFSK信號時，將二進(jìn)制碼進(jìn)行相應(yīng)編碼后選擇對應(yīng)的頻率關(guān)鍵字Ki，通過查表的方式產(chǎn)生所需要的2CPFSK波形；當(dāng)需要產(chǎn)生2CPFSK信號時，通過sel1作為選通模塊1的控制信號，選擇輸入二進(jìn)制碼Signal_in通路的‘0’碼和‘1’碼；再通過sel2作為選通模塊2的控制信號來控制代表頻率關(guān)鍵字K1和頻率關(guān)鍵字K2關(guān)鍵字，將頻率關(guān)鍵字作為相位間隔，通過累加器得到當(dāng)前的相位值，然后根據(jù)當(dāng)前的相位值，通過ROM查表得到當(dāng)前對應(yīng)波形信號的幅度值即2CPFSK的數(shù)字波形信號，最后通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換得到2CPFSK的模擬波形信號；當(dāng)需要產(chǎn)生MCPFSK信號時，數(shù)據(jù)輸入信號為S（i），通過編碼模塊得到信號D(i)，通過sel1作為選通模塊1控制信號，選擇使D(i)作為選通模塊1的輸出；再通過sel2作為選通模塊2控制信號來控制代表頻率關(guān)鍵字K1和頻率關(guān)鍵字K₂，一直到個數(shù)為，i為一個碼元輸出需要的編碼bit個數(shù)，對應(yīng)頻率控制字Kn將頻率關(guān)鍵字作為相位間隔，通過累加器得到當(dāng)前的相位值，然后根據(jù)當(dāng)前的相位值，通過cosw的ROM查表得到當(dāng)前對應(yīng)波形信號的幅度值，也就是MCPFSK的數(shù)字波形信號，最后通過D/A(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)轉(zhuǎn)換得到MCPFSK的模擬波形信號；當(dāng)需要產(chǎn)生GMSK信號時，輸入信號S(i)通過編碼模塊即NRZ編碼模塊、高斯濾波器模塊、相位累加模塊，然后分別通過cosw?ROM表和sinw?ROM表查表產(chǎn)生數(shù)據(jù)值????????????????????????????????????????????????及值，然后及信號再分別與調(diào)制中頻信號進(jìn)行正交混頻，再經(jīng)過減法運(yùn)算最終產(chǎn)生GMSK的調(diào)制后的數(shù)字波形信號，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換之后就可以得到可以觀察的模擬信號波形。

?????本發(fā)明的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡單、占用的邏輯資源少、保證波形的相位連續(xù)，復(fù)用性好，波形頻率可控，可以通過配置端口信號實現(xiàn)多種信號波形的產(chǎn)生，使用靈活特點。

附圖說明：