一种基于FPGA的新型误码测试仪的设计与实现

　　引言

　　误码仪是评估信道性能的基本测量仪器。本文介绍的误码仪结合FPGA 的特点,采用全新的积分式鉴相结构，提出了一种新的误码测试方法，经多次测试验证，方案可行，设计的系统稳定。本文设计的误码仪由两部分组成：发信机和接收机。

　　1 发信机

　　发信机的主要功能是产生具有随机特性的伪随机m 序列，通过FPGA 由VHDL 编程实现。伪随机序列产生原理如下：

　　图1 伪随机序列产生原理图

　　其中，ak-i是各移位寄存器的状态，Ci对应各寄存器的反馈系数，为1表示参与反馈，为0不参与反馈。反馈函数为：

　　当级数n 和反馈系数一旦确定，则反馈移位寄存器的输出序列确定了，m序列的一个重要的性质是：任一m序列的循环移位仍是一个m序列，序列长度为m = 2n-1 。

　　2 接收机

　　接收机主要由时钟同步模块、状态同步模块组成，其功能框图如图2 所示。

　　图2 误码器接收机功能框图

　　2.1 时钟提取模块

　　本单元所采用的时钟提取方法是采用新的积分鉴相来实现的，通过在一个时钟周期内对码元进行积分，判断超前滞后，从而极大的降低了因干扰信号的出现导致误调的可能性。

　　时钟提取的原理图如下：

　　图3 时钟提取原理图

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　　(1)鉴相器

　　导前- 滞后型数字鉴相器的特点是,它输出一个表示本地估算信号超前或滞后于输入信号的量.如果本地估算信号超前于输入信号,则输出“超前脉冲”, 以便利用该“超前脉冲”控制本地估算信号的相位推后。反之,则输出“滞后脉冲”,并使本地估算信号的相位前移. 导前- 滞后型数字鉴相器可分为微分型和积分型两种.由于积分型导前- 滞后数字鉴相器,具有优良的抗干扰性能. 因此本设计采用了积分型导前-滞后型数字鉴相器.

　　积分型导前-滞后型数字鉴相器中，本地时钟的上升沿为同相积分的清洗时刻,上升沿到来时,在本地高频时钟下，同相计数器开始计数，当输入码元是“1”时，每来一高频脉冲计数器加1计数，当输入码元是“0”时，每来一高频脉冲计数器减 1计数。当下一上升沿到来时，将计数值输出，并清零计数器，计数器在高频脉冲下重新开始计数.本地时钟的下降沿为中相积分的清洗时刻,在下降沿到来时,在上述同样的高频时钟下，中相积分计数器开始计数，当码元为“1”时，计数器加1，当码元为“0”时，计数器减1。当下一下降沿到来时，将计数值输出，同时对计数器清零，重新计数。在准确同步的情况下,同相积分的积分区间正好和接收的一个码元宽度相重合,同相积分计数器输出为