工具材料進(jìn)外文翻譯譯文

1軟件無線電-使用FPGA的載波同步和定時(shí)恢復(fù)ChrisDickXilinxInc.2100LogicDrive,SanJose,CA95124,USA fredCollegeof Engineering,SanDiegoStateUniversity,SanDiegofred.harris@MichaelDepartmentof ElectricalandComputerEngineering,BrighamYoungUniversitymdr@ee.SDR中可以執(zhí)行許多復(fù)雜的信號(hào)處理SDR中實(shí)施各種功能?，F(xiàn)場(chǎng)可編程門FPGASDR的載波和定時(shí)同步的使用。通過描QPSKCostasFPGA機(jī)制。符號(hào)定時(shí)恢復(fù)SDR正在成為一個(gè)可行的標(biāo)準(zhǔn)，以滿足在這一領(lǐng)域的需求。SDR支持多模和多波段的操作模式，以便系統(tǒng)選擇和操作。TDMA，F(xiàn)DMA，CDMA方案和多層次同步控制。從物理層開始，向上支持開放系統(tǒng)互連OSI協(xié)議棧。擇包括特定應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品ASSP，全定制芯片，指令集，基于數(shù)字信號(hào)處理器DSPGPP。在當(dāng)前功率系統(tǒng)中，硬件解決方案最好使用一1本文翻譯來自“SMSpangenberget.al.Afastcarriersynchronizationalgorithmforburst-modeMPSKJ],WirelessPersonalCommunications,13(1),May2010:195-204.”。師大量時(shí)間都花在如何解決SDR中大量硬件和軟件同步的問題上。本文探討技術(shù)開發(fā)，建模并生成FPGA的載波和定時(shí)循環(huán)。本文組織如下：供一個(gè)鎖相回路PLL理論，描述Costas環(huán)采用正交載波恢復(fù)和執(zhí)行相移鍵控QPSK調(diào)制的簡(jiǎn)要回顧：FPGA的設(shè)計(jì)開發(fā)，Matlab和Simulink概述，F(xiàn)PGA邏4節(jié)描述適合在FPGA中實(shí)現(xiàn)定時(shí)恢復(fù)的技術(shù)，該技術(shù)基于相關(guān)的匹配濾波器。第5節(jié)，得出結(jié)論。亨利大衛(wèi)梭羅說：如果一個(gè)人沒有跟上他的同伴，也許是因?yàn)樗牭讲?~20MHz50MHz的模擬降頻轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬數(shù)25千符號(hào)/秒。采樣率。采樣率的增加，使在載體上的上變頻和放置波形可以通過調(diào)用在DSP領(lǐng)域采用一個(gè)正弦和余弦載波相乘的波形樣本。對(duì)于該例，我們可讓樣品到501用于QAM和QPSK14比特寬的半字節(jié)。4位半字節(jié)是用來識(shí)別一個(gè)預(yù)選16位基帶波形，并將其放置在載體上，交付給調(diào)制器的信道?；贒SP方式，使用作為地址的半字節(jié)，輸出四種幅度為In的一個(gè)表[3,1]。QN[3,1]波稱該過程是16正交幅度調(diào)制或16-QAM正交幅度調(diào)制。2中所示的是通用PLL2基本部分組成：相位檢測(cè)器，電壓控制振蕩器VCO和環(huán)路濾波器。相位檢測(cè)器PLL內(nèi)響應(yīng)誤差信號(hào)的變化。環(huán)路濾波器的設(shè)計(jì)，可用來跟蹤3在一個(gè)全數(shù)字接收機(jī)中，數(shù)字鎖相環(huán)DPLL3中所示。DPLLIIRKIKP控制濾波器的轉(zhuǎn)角頻2中的VCO被替換為一個(gè)數(shù)字頻率合成器DDS。鑒相器實(shí)現(xiàn)圖中圓弧功能。QPSK載波的恢復(fù)和符號(hào)的檢測(cè)，如圖4所示的QPSK調(diào)制方案。I在分支或軌道上處理。該限幅器強(qiáng)制忽略信號(hào)是關(guān)于環(huán)路濾波器和壓控振蕩器的使用，如圖2中所示的基本PLL操作。QPSK用VHDL流量和用于生產(chǎn)的Xilinx內(nèi)核生成最終設(shè)計(jì)。5顯示了浮點(diǎn)運(yùn)算Simulink65Simulink數(shù)字模型的QPSK科斯塔斯環(huán)-FPGA環(huán)路濾波器。由DDS產(chǎn)生載波。12ADC8×1281344片。Costas129Xilinx內(nèi)核生成過濾器需要10個(gè)時(shí)鐘周期，以計(jì)算一個(gè)新的輸出。該過濾器的位時(shí)鐘是一個(gè)DDS使用一個(gè)簡(jiǎn)單的相位截?cái)嗉軜?gòu)。使用量化的Simulink模型，1024點(diǎn)的正弦/LUT12位的精度，被認(rèn)為足夠應(yīng)用。使用四分之一波對(duì)稱正弦/余弦，LUT只需要一個(gè)單一的Virtex塊RAMBRAM。BRAM雙端口IQDDS28位的加法14QPSK科斯塔斯環(huán)占據(jù)約1000個(gè)邏輯片。發(fā)射機(jī)產(chǎn)生復(fù)雜的偽隨機(jī)序列與過量的Q=0.25的帶寬，同時(shí)塑造了內(nèi)插因收機(jī)信號(hào)頻率與對(duì)應(yīng)的本地振蕩器相比，有頻率和相位上的偏移。原因是Costas環(huán)是允許跟蹤頻率和相位偏移的相干解調(diào)。如圖7中的重復(fù)序列，提供了載波恢7aQPSK7b是相應(yīng)的眼圖。用該波形的正確符號(hào)。施加到導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)信號(hào)的頻率變換，如在圖7c所示的星座。圖7d所示的接收器眼圖清楚地表明，眼簾是封閉的，表示不能進(jìn)行有效的符號(hào)方法是用Costas環(huán)的振蕩器監(jiān)控相位函數(shù)干擾信號(hào)。顯示在圖7e和圖7f，在達(dá)到幾百個(gè)樣本后循環(huán)結(jié)束。兩個(gè)相位功能，或相位誤差之間的差異，在圖7g。最后的解旋轉(zhuǎn)星座圖顯示在圖7h中。7a:QPSK調(diào)制星座b:眼圖-變送器c:旋轉(zhuǎn)星座頻率偏移量d:眼圖-接收器e:輸入和輸出相道;f:輸入和輸出相道-爆炸視圖;g:相位誤差;h:的旋轉(zhuǎn)星座量化模型的開發(fā)利用是在Simulink的定點(diǎn)模塊組上。這種方法允許壓縮高度。Simulink的浮點(diǎn)運(yùn)算模型的完成和驗(yàn)證，需要約30分鐘，生成量化解決方6中，一個(gè)浮點(diǎn)和一個(gè)定點(diǎn)的環(huán)路濾波器是并行操作的。圖中這兩個(gè)濾波器的如圖8所示：28所SN駐留在一個(gè)零交叉軌跡。過零點(diǎn)過零點(diǎn)檢測(cè)是過零點(diǎn)被添加到8眼圖QPSKI通道的關(guān)系，常見定時(shí)同步技術(shù)：a:采用斜率最大似然估計(jì)的眼睛在目前的估計(jì);b:過零檢測(cè)器或加德納回路;c:最小方差抖動(dòng)循環(huán)和衍生匹配濾波器產(chǎn)生各點(diǎn)處的斜率。匹配濾波器的斜率乘以匹配濾波器的輸//2個(gè)匹配過濾器樣1個(gè)匹配濾波器采樣/符號(hào)。因此，可以簡(jiǎn)單地放棄所有其他匹配濾為這些樣本點(diǎn)之間是不太可能采用最佳采樣點(diǎn)在相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)樣本之間使用插9M是一個(gè)采樣/28K5M個(gè)點(diǎn)恰當(dāng)定相，然后提供給該系10所示的脈沖響應(yīng)。每個(gè)多相濾波器的分區(qū)長(zhǎng)度取決于多余帶寬16個(gè)樣本/160個(gè)樣值。多相分區(qū)由一組11中所示的眼圖張度最大時(shí)被替換。最上方的計(jì)數(shù)器是一個(gè)模連接到匹配濾波器的輸出和定時(shí)估算的準(zhǔn)確度的量化誤差是判斷接收器性5dPSK13306SFIRITS除系數(shù)值外，該過濾器載波恢復(fù)環(huán)路的FPGA實(shí)現(xiàn)環(huán)路濾波器中使用相同結(jié)構(gòu)。環(huán)路濾波器工作采樣率在2M樣本/符號(hào)。在本例中為L(zhǎng)6樣本/符號(hào)。須支持多種調(diào)制格式和空中接口標(biāo)準(zhǔn)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，F(xiàn)PGA提供了靈活性，SDR打開了新的服務(wù)SDR軟件定義了系統(tǒng)的性質(zhì)，但目前，它通常是一個(gè)模擬硬件的組合，結(jié)ASIC，F(xiàn)PGADSP的軟件。國(guó)家先進(jìn)半導(dǎo)體工藝技術(shù)FPGA制造商的快速開放FPGA在SDR信號(hào)有了新的機(jī)遇。而經(jīng)常執(zhí)行的ASICDSP處理器的同步，可在FPGAQPSK科斯塔斯環(huán)和差分匹配濾波器的硬件形式，H.Meyr,M.MoeneclaeyandS.A.Fechtal,Digitalcommunicationreceivers,JohnWiley&SonsInc,NewYork,1998.B.Sklar,Digitalcommunicationsfundamentalsandapplications,PrenticeHall,EnglewoodCliffs,NewJersey,1988.TheMathworksInc,Matlab,Gettingstartedwithmatlab,Natick,Massachusetts,USA,1999.TheMathworksInc,Samulink,Dynamicsystemsimulationformatlab,UsingSimulink,Natick,Massachusetts,USA,1999.XilinxInc,Theprogrammablelogicdatabook, coregen/index.htmC.H.DickandF.J.harris,“Direct-forFPGA”,SPIEInternationalsymposiumonvoicevideoanddatacommunication:reconfigurabletechnology:FPGAsforcomputingandapplicationsstream,Boston,MA,USA,September20-21,1999.7C.H.DickandF.J.harris,“Direc