连续相位调制解调器的设计与实现

论文摘要

当今社会,数字通信已经逐步取代了模拟通信,成为通信领域的主要方式。而在数字通信的技术中,数字调制与解调技术占有非常重要的地位,起着关键性的作用。连续相位调制是一种在无线移动通信中应用的数字调制方式,它以包络恒定或包络起伏很小和具有最小功率谱占用率两个显著优点引起了广泛的重视,它符合当今现代通信技术的发展状况和研究方向,具有很强的研究价值。本文主要研究了迭代系统中连续相位调制解调器的设计与实现。本文首先分析了CPM信号的数学解析式和频谱特性,在此基础上给出了CPM信号的分解模型,并研究了迭代系统中CPM信号的解调以及基于Log-MAP算法的SISO模型。然后针对设计指标要求,对CPM调制解调器进行了建模仿真,通过选取不同的参数组合对系统的误比特性能和CPM信号的功率谱密度进行仿真分析,确定了系统各模块的参数。最后根据系统的算法模型,综合考虑硬件复杂度、实时性等指标,提出了基于LDPC-CPM的硬件设计与实现方案。整个系统的核心处理器选用TI公司最新推出的浮点型DSP芯片TMS320C6747。为了提高系统的实时性,系统选用Altera公司的FPGA芯片EP3C25E144来控制ADC、DAC芯片完成数据的采集、转换以及预处理。FPGA和DSP之间的数据传输采用EMIF（External Memory Interface,外部存储器扩展总线）,DSP通过DMA（Direct Memory Access,直接内存访问）来实现数据读取和输出,可以在不占用CPU资源情况下,完成数据的传输。系统性能测试表明,系统的各项性能达到了论文指标要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 连续相位调制的研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究内容及章节安排
• 第2章 迭代系统中连续相位调制技术的研究
• 2.1 连续相位调制原理
• 2.1.1 CPM信号表达式
• 2.1.2 CPM脉冲成形函数
• 2.1.3 CPM信号的状态描述
• 2.1.4 CPM信号的功率谱密度
• 2.1.5 CPM信号的性能
• 2.2 CPM信号的分解模型
• 2.2.1 无记忆调制器（MM）
• 2.2.2 连续相位编码器（CPE）
• 2.3 基于Turbo迭代原理的LDPC-CPM系统模型
• 2.3.1 迭代系统中CPM信号的解调
• 2.3.2 基于Log-MAP算法的SISO模型
• 2.4 本章小结
• 第3章 CPM调制解调器方案的确定
• 3.1 CPM的频带利用率特性
• 3.2 CPM的功率利用率性能
• 3.3 本章小结
• 第4章 系统硬件和软件的设计与实现
• 4.1 系统设计原则及思路
• 4.1.1 设计原则
• 4.1.2 系统硬件总体结构
• 4.2 DSP硬件设计
• 4.2.1 DSP电源设计
• 4.2.2 SDRAM电路设计
• 4.2.3 USB电路设计
• 4.2.4 FLASH电路设计
• 4.2.5 Boatloader电路设计
• 4.3 FPGA硬件设计
• 4.3.1 FPGA电源设计
• 4.3.2 FPGA时钟电路设计
• 4.4 其它部分电路设计
• 4.4.1 ADC电路设计
• 4.4.2 DAC电路设计
• 4.4.3 ADC和DAC电源设计
• 4.5 系统软件设计
• 4.5.1 发射机软件设计
• 4.5.2 接收机软件设计
• 4.5.3 系统性能优化
• 4.6 本章小结
• 第5章 系统性能测试及分析
• 5.1 系统性能测试方案
• 5.2 系统测试结果及分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录A DSP系统的电源电路图
• 附录B 电源电压监控和上电顺序控制电路图
• 附录C SDRAM电路图
• 附录D PL-2303HX电路图
• 附录E Flash电路图
• 附录F Bootloader电路图
• 附录G FPGA电源电路图
• 附录H FPGA时钟电路图
• 附录I AD7622电路图
• 附录J AD5546电路图