基于FPGA的BPSK信号载频估计单元设计.doc
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1、基于FPGA的BPSK信号载频估计单元设计摘要:根据BPSK调制信号调制机理和平方倍频法原理,在FPGA平台上设计实现了BPSK调制信号载波频率估计单元。利用ModelSim仿真环境对载频估计功能进行仿真,验证了平方倍频法对BPSK信号进行载波信号估计的有效性。仿真表明基于FPGA的 BPSK信号载频估计单元,有较高的估计精度,且实现原理简单,有一定的实际应用价值。0 引言BPSK即二进制相移键控,是直扩信号中经常使用的一种调制方式,利用载波的相位变化传递数字信息,信号的振幅、频率保持恒定。BP SK调制方式具有较高传输效率、误码率低,不易受信道特性变化影响等特点,而且调制电路简单易行,频谱密
2、度低,处理增益高,具有良好的低截获概率可能,广泛应用于雷达、保密通信和导航定位等领域。对BPSK信号的载频估计为后续的跟踪捕获等处理提供载频参数,具有重大意义。随着信号处理技术和检测技术的飞速发展,涌现出了很多估计载波频率的方法,如平方倍频法、小波相关法等。1 平方倍频法频率估计原理BPSK调制信号用初始相位0和分别表示二进制1和0,BPSK信号的时域数学表达式可以表示为:Sbpsk(t)=AD(t)cos(2ft+)式中,A代表振幅,D(t)代表二进制信息,将D(t)与载波相乘,因D(t)只有两种值,即+1和-1,分别代表0和1,使得BPSK调制信号只有两种相位,则BPSK调制信号的生成。根
3、据BPSK的调制原理,利用二进制信息对载波信号进行相位调制,使载波信号相位突变,即BPSK信号同时含有载波信息和二进制信息。因此对BPSK调制信号的载频估计应该首先将二进制信息造成的相位突变消除,只留下载波或与载波有关的成分,再进行载频估计。因为BPSK调制信号的二进制信息是1构成的序列,可以用平方处理消除二进制信息的影响,提取其中仅与载波有关的成分进行载波频率估计。2 基于FPGA的载频估计单元设计载波频率估计单元首先实现对BPSK调制信号进行平方处理,然后将平方后的信号进行快速傅里叶变换(FFT),对频域进行二倍频的频域采样点输出,最后通过FFT变换的频率分辨率与输出采样点的比例关系完成载
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- 关 键 词:
- 基于 FPGA BPSK 信号 载频 估计 单元 设计
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