CN202978883U - 一种mpfsk、2cpfsk、gmsk波形信号发生器的数字逻辑电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种MPFSK、2CPFSK、GMSK波形信号发生器的数字逻辑电路,基于FPGA形成,数字逻辑电路由四个ROM,一个累加器及若干逻辑单元组成,其中与相位累加器相连的两个ROM分别存储正余弦波形,用于GMSK基带信号的产生,另外两个与乘法器相连的ROM同样存储正余弦波形,用于中频载波的调制,通过模式切换开关选择利用FPGA片内资源产生调制波形;优点是:结构简单、占用的逻辑资源少、保证波形的相位连续,复用性好,波形频率可控,可以通过配置端口信号实现多种信号波形的产生,使用灵活特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域,特别涉及一种MPFSK、2CPFSK、GMSK波形信号发生器的数字逻辑电路。
背景技术
MCPFSK、MSK、GMSK属于相位连续的数字频移键控(FSK)的三种调制方式。FSK(Frequency-shift keying)是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是: 实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。相位连续的数字频移键控信号由于其相位的连续性,不仅具有实现容易、适用频带宽、抗干扰能力强、解调无需相干载波的优点,而且避免了DPFSK信号由于在频率转换点上的相位不连续,而使功率谱产生很大的旁瓣分量,带限后会引起包络起伏的缺点,因此在数字通信领域有着广泛应用。
高斯滤波最小移频键控(GMSK),区别于前两种调制波形,它利用高斯滤波器对基带信号进行预处理,使得信号的功率谱在主瓣以外衰减较快,主瓣宽度窄对邻道干扰较小,因此应用比较广泛。
因此实现GMSK调制的关键是高斯低通滤波器的设计。为了使输出频谱密集, 高斯滤波器必须具备以下特性: 1、窄带和尖锐的截止特性,以抑制调制器输入信号中的高频分量; Ω脉冲响应过冲量小, 以防止瞬时频偏过大; 保持滤波器输出脉冲响应曲线下的面积对应于P/ 2 的相移, 使调制指数为1/ 2,一般采用硬件直接数字实现GMSK 调制。
发明内容
本实用新型的目的就是根据数字通信领域应用需要,提供一种能够产生MCPFSK、2CPFSK、GMSK的多种波形信号发生器的数字逻辑电路。
本实用新型为了实现上述目的,所采取的技术方案是:一种MPFSK、2CPFSK、GMSK波形信号发生器的数字逻辑电路,基于FPGA形成,其特征在于:数字逻辑电路由四个ROM,一个累加器及若干逻辑单元组成,选通模块1连接选通模块2,选通模块2连接相位累加器,相位累加器通过含cosw ROM表连接D/A(数模转换器),高斯滤波器通过相位累加器连接含cos,然后通过sinw ROM表连接D/A(数模转换器)。
本实用新型的有益效果是:结构简单、占用的逻辑资源少、保证波形的相位连续,复用性好,波形频率可控,可以通过配置端口信号实现多种信号波形的产生,使用灵活特点。
附图说明:
图1为MPFSK、CPFSK、GMSK的波形信号发生器原理框图。
具体实施方式
如图1所示,MPFSK、2CPFSK、GMSK波形信号发生器的数字逻辑电路,基于FPGA形成,其特征在于:数字逻辑电路由四个ROM,一个累加器及若干逻辑单元组成,其中与相位累加器相连的两个ROM分别存储正余弦波形,用于GMSK基带信号的产生,另外两个与乘法器相连的ROM同样存储正余弦波形,用于中频载波的调制,通过模式切换开关选择利用FPGA片内资源产生调制波形;MPFSK、2CPFSK、GMSK波形信号发生器的数字逻辑电路用波形存储方式直接产生 MCPFSK、2CPFSK波形信号,采用存储相位路径来实现高斯滤波器的功能,并采用正交调制的方法实现GMSK波形信号的发生;通过FPGA中的四个片内ROM来存储相应的正余弦信号波形,通过频率关键字的输入控制所要产生信号的频率,产生相应的数字基带波形;当需要产生MCPFSK信号时,将二进制码进行相应编码后选择对应的频率关键字Ki,通过查表的方式产生所需要的2CPFSK波形;当需要产生2CPFSK信号时,通过sel1作为选通模块1的控制信号,选择输入二进制码Signal_in通路的‘0’码和‘1’码;再通过sel2作为选通模块2的控制信号来控制代表频率关键字K1和频率关键字K2关键字,将频率关键字作为相位间隔,通过累加器得到当前的相位值,然后根据当前的相位值,通过ROM查表得到当前对应波形信号的幅度值即2CPFSK的数字波形信号,最后通过D/A数模转换得到2CPFSK的模拟波形信号;当需要产生MCPFSK信号时,数据输入信号为S(i),通过编码模块得到信号D(i),通过sel1作为选通模块1控制信号,选择使D(i)作为选通模块1的输出;再通过sel2作为选通模块2控制信号来控制代表频率关键字K1和频率关键字K2,一直到个数为,i为一个码元输出需要的编码bit个数,对应频率控制字Kn将频率关键字作为相位间隔,通过累加器得到当前的相位值,然后根据当前的相位值,通过cosw的ROM查表得到当前对应波形信号的幅度值,也就是MCPFSK的数字波形信号,最后通过D/A转换得到MCPFSK的模拟波形信号;当需要产生GMSK信号时,输入信号S(i)通过编码模块即NRZ编码模块、高斯滤波器模块、相位累加模块,然后分别通过cosw ROM表和sinw ROM表查表产生数据值 及值,然后及信号再分别与调制中频信号进行正交混频,再经过减法运算最终产生GMSK的调制后的数字波形信号,经过D/A转换之后就可以得到可以观察的模拟信号波形。
工作原理:使用条件为:本设计采用Xilinx公司的Virtex-5的FPGA芯片进行信号处理的。当需要产生2CPFSK信号时,通过sel1作为选通模块1的控制信号,选择输入二进制码Signal_in通路的‘0’码和‘1’码;再通过sel2作为选通模块2的控制信号来控制代表频率关键字K1和频率关键字K2关键字,将频率关键字作为相位间隔,通过累加器得到当前的相位值,然后根据当前的相位值,通过ROM查表得到当前对应波形信号的幅度值即2CPFSK的数字波形信号,最后通过D/A数模转换得到2CPFSK的模拟波形信号;
当需要产生MCPFSK信号时,数据输入信号为S(i),通过编码模块得到信号D(i),通过sel1作为选通模块1控制信号,选择使D(i)作为选通模块1的输出;再通过sel2作为选通模块2控制信号来控制代表频率关键字K1和频率关键字K2,一直到个数为(i为一个码元输出需要的编码bit个数)对应频率控制字Kn将频率关键字作为相位间隔,通过累加器得到当前的相位值,然后根据当前的相位值,通过cosw的ROM查表得到当前对应波形信号的幅度值,也就是MCPFSK的数字波形信号,最后通过D/A(数模转换器)转换得到MCPFSK的模拟波形信号。
当需要产生GMSK信号时,输入信号S(i)通过编码模块(NRZ编码)、高斯滤波器模块、相位累加模块,然后分别通过cosw ROM表和sinw ROM表查表产生数据值及值,Icos及,然后及信号再分别与调制中频信号进行正交混频,再经过减法运算最终产生GMSK的调制后的数字波形信号,经过D/A转换之后就可以得到可以观察的模拟信号波形。
本实用新型方案有如下特点:该方案结构简单、可以产生MCPFSK、MSK及GMSK三种调制波形信号,该方案复用性好,资源占用少,该GMSK调制比传统的FIR高斯滤波器产生GMSK资源节约70%以上,通过选择开关改变数字信号通路,产生三种不同的调制波形信号,灵活性高。
根据上述说明,结合本专业公知技术,可再现本实用新型。
Claims (1)
1.一种MPFSK、2CPFSK、GMSK波形信号发生器的数字逻辑电路,基于FPGA形成,其特征在于:数字逻辑电路由四个ROM,一个累加器及若干逻辑单元组成,选通模块1连接选通模块2,选通模块2连接相位累加器,相位累加器通过含cosw ROM表连接数模转换器,高斯滤波器通过相位累加器连接含cos ROM、sin ROM,然后通过sinw ROM表连接数模转换器。
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CN105245201A (zh) * | 2015-10-10 | 2016-01-13 | 北京中科汉天下电子技术有限公司 | 一种输出高斯成形滤波结果的方法及高斯成形滤波器 |
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CN105245201A (zh) * | 2015-10-10 | 2016-01-13 | 北京中科汉天下电子技术有限公司 | 一种输出高斯成形滤波结果的方法及高斯成形滤波器 |
CN105245201B (zh) * | 2015-10-10 | 2018-02-13 | 北京中科汉天下电子技术有限公司 | 一种输出高斯成形滤波结果的方法及高斯成形滤波器 |
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