基于FPGA的部分响应CPM信号解调器的设计

在现有的民用、军用通信系统的众多应用领域中，为了实现高速率数据传输，提高频谱利用率，必须采用带宽效率更高的编码、调制技术。在众多的调制方式中，连续相位调制信号（CPM 信号）具有恒包络特性，它用于承载信息的相位轨迹连续变化，因此该类信号拥有较高的带宽效率。基于CPM信号的恒包络、带宽紧凑和能量利用率高等优点，近几年来，它受到广泛的研究与应用。

　　文中分析了二进制，部分响应L=2 的连续相位调制方式，提出了一种该调制方式下解调器的FPGA 设计方法，并运用VHDL 硬件描述语言实现。

　　1 CPM 的基本原理

　　连续相位调制信号可以用式（1）表示：

　　式（1）中， b E 表示信号的码元能量，T 是码元间隔，即表示信号幅度。c f 是载波频率，φ （t, I ）是带有传输信息的信号相位函数，其中I 表示发生的符号序列。φ （t, I ）的表达式如下：

　　其中n I 是M （M = 2,4,8,16……） 进制的符号信息，取值为{±1,±3,……,±（M -1）}。文中M 为二进制调制， n I 的取值为+1、-1。h 是调制指数，g（t）是成形脉冲函数。脉冲函数g（t）采用升余弦脉冲RC：

　　式（3）中， L 又称为关联长度。

　　根据式（2）计算CPM 信号的基带相位，根据相位计算基带信号的I/Q 两路，之后使用两路信号相加就可以得到调制后的CPM 信号，见图1。

图1 CPM 信号调制