全数字GMSK调制解调器FPGA实现

"这篇文章主要探讨了GMSK（高斯最小频移键控）调制解调器的设计与FPGA（现场可编程门阵列）实现。作者们来自西南交通大学物理科学与技术学院，他们在研究中关注了GMSK调制解调的关键技术，包括高斯滤波器设计、CORDIC算法以及FIR低通滤波器设计。通过Simulink建立了GMSK通信系统的模型，进行了功能仿真、时序仿真和板级验证，最终在ALTERA公司的EP2C8Q208N芯片上实现了低成本、可调试和可升级的全数字GMSK调制解调器。" GMSK调制解调技术是扩频通信中的重要组成部分，它利用高斯滤波器对最小频移键控（FSK）信号进行滤波处理，以降低带宽需求和提高抗干扰能力。在本文中，研究人员详细研究了GMSK调制解调的全数字实现方法。全数字实现的优势在于它能提供更高的精度和灵活性，同时降低了硬件成本。 首先，高斯滤波器是GMSK调制的核心，它的作用是将FSK信号转化为连续的、近似正态分布的信号，减少了频率跃变，使得信号在频域上的占用更窄。设计高斯滤波器时，需要考虑其滚降率、带宽和阶数等因素，以满足系统性能要求。 其次，CORDIC（坐标旋转数字计算机）算法是一种高效的数值计算方法，常用于实现复数运算，如矢量旋转、乘法和除法。在GMSK解调过程中，CORDIC算法可以帮助快速准确地进行相位恢复，提高解调效率。 再者，FIR（有限冲击响应）低通滤波器被用于滤除调制后的信号中的高频噪声，确保解调时信号的清晰度。设计FIR滤波器时，需选择合适的滤波器结构（如直接型、级联积分梳状滤波器等）和系数，以达到理想的频率响应特性。 在实现阶段，研究人员利用Simulink构建了GMSK调制解调的模型，这是一种图形化建模工具，可以快速验证算法的正确性。经过功能仿真和时序仿真，确保了调制解调器在理论上的可行性。随后，他们将设计映射到ALTERA的FPGA芯片上，进行硬件实现，通过板级验证，证明了该设计在实际应用中的有效性和可靠性。 这篇论文详细阐述了GMSK调制解调器的全数字设计与FPGA实现过程，涵盖了从理论设计到硬件验证的全过程，对于理解和实现GMSK调制解调系统具有很高的参考价值。