基于FPGA的北斗QPSK信号调制器设计

在解调部分，通过NCO进行数字下变频，经过抽取，CIC滤波器进行滤波，Costas环进行载波同步，最后解调处数据，通过串口输出显示。数字下变频模块主要由NCO和混频器组成。混频器为8位乘法器，采用Ahera提供的宏功能模块LPM_MULT，将数据锁存模块输出的8位数据与分别NCO输出的正交载波进行相乘，乘积结果为一有符号的16位数据。为防止乘法器输出数据在后面模块运算处理中发生溢出，同样在设计中对数据进行了截短处理。CIC滤波器采用三级8倍抽取的积分滤波器与梳状滤波器并联。Costas环来估计和校正解调过程中的多普勒频移。

在测试部分，串口输入数据是1234FA42342343，串口输出12 34 FA 42 34 23 43，说明了QPSK调制解调系统的正确性。同时，通过频谱仪对设计的QPSK调制信号进行观察，FPGA开发板射频端口输出1 561.020 MHz的射频信号，证明生成的QPSK调制信号在频率特性、频谱特性上符合系统设计要求，从而证明了调制信号的正确性，功率密度谱如图8所示。

5 结束语

北斗卫星导航系统，特别是B1频段信号，是未来民用的主要信号，因此，频段信号成为研究热点，而市场对北斗接收机的需求也会越来越多。为了测试北斗卫星导航接收机的性能，则需要模拟北斗卫星导航系统在各种环境下的真实卫星信号。本文针对北斗信号QPSK调制信号的结构特点，分析了QPSK调制解调的原理，并结合软件无线电的方法，通过FPGA验证了系统的可行性和正确性。