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基于FPGA的GMSK调制解调SOC芯片的研究与实现

李炳旭  
【摘要】:调制解调技术作为一项关键技术在通信系统里被应用广泛,能够有效提高通信系统的性能。数字调制解调技术在数字加密之后易于集成,抗干扰能力强,而且在组建网络上更加灵活。在现代通信技术的发展过程中,高性能数字调制解调技术以及调制解调新技术一直是研究的重点,GMSK最小高斯频移键控技术在很多现代通信系统中得到了应用。SOC芯片设计是目前信息技术发展的重要技术,它是具有自主知识产权通信设备设计的核心技术,因此本设计重点研究基于FPGA芯片,利用SOC设计技术实现GMSK的调制解调术。 本课题首先深入研究GMSK信号的调制与解调原理,然后利用FPGA芯片进行GMSK技术的SOC设计与实现。开发环境是Xilinx公司提供的ISE12.3软件开发平台,在这个开发平台上基于软件无线电的思想,进行Verilog HDL语言的软件编程设计,通过Modelsim6.5进行功能上的仿真,通过Virtex-4开发板进行调试,通过ChipScope Pro对信号各线路进行分析,最终实现了GMSK信号的调制和解调功能。本课题详细分析GMSK调制解调方案,并在实现上进行优化。比如GMSK调制中,需要用到FIR滤波器平滑码元信号。在设计中为了得到更好的平滑效果,在滤波器之后额外增加了两个内插滤波器,从而使信号更加平滑。在GMSK解调中,重点分析载波提取电路、码元同步电路、积分判决和解调判决等模块。本设计已经在软硬件上分别进行了功能调试,得到了理想的效果。 本研究内容是导航研究所承担的国家支撑计划课题"AIS/GNSS船载导航设备关键技术与系统研制”(2012BAH36B02)的部分内容。


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