基于FPGA的BPSK調(diào)制解調(diào)算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，隨著人類對海洋開發(fā)需求的日益增多，遠(yuǎn)距離、高性能、高速的水聲通信引起了水聲科研人員的研究興趣，成為了水聲領(lǐng)域的研究熱點。本文理論分析了水聲通信中的二進制相移鍵控(Binary Phase Shift Keying:BPSK)調(diào)制解調(diào)算法，并使用具有多種信號處理IP核且開發(fā)靈活的現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(Field-Programmable Gate Array:FPGA)對該算法進行了硬件實現(xiàn)。
　　本文首先介紹了BPSK調(diào)制

2、解調(diào)算法的基本原理。其次，對BPSK調(diào)制解調(diào)算法中的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)控振蕩器(Numerically controlled oscillator: NCO)、成型濾波器、載波同步與定時同步的基本原理進行了詳細(xì)的分析。隨后，基于通信系統(tǒng)的設(shè)計要求，分別選擇Costas環(huán)和Gardner環(huán)用于載波和碼元同步，并利用Matlab軟件對同步環(huán)路的參數(shù)及功能進行了仿真驗證。在Matlab仿真驗證成功后，使用Verilog語言對BPSK調(diào)制解調(diào)算法進行了

3、硬件描述，并對該算法進行了功能仿真。仿真結(jié)果證明了BPSK調(diào)制解調(diào)算法在FPGA中的正確實現(xiàn)。最后對水聲通信試驗平臺中的上位機進行了簡單設(shè)計，并完成了與FPGA的相互數(shù)據(jù)通信。
　　為了進一步驗證所編寫的FPGA算法的正確性能，進行了相應(yīng)的水池試驗驗證。結(jié)果表明，由于Costas環(huán)能夠正確補償信號傳輸過程中所產(chǎn)生的頻偏，Gardner環(huán)也可以補償信號在傳輸過程中所產(chǎn)生的定時偏差，因此當(dāng)收發(fā)通信距離較短、信道的多途影響較小時，通過對