【GMSK+FPGA】基于verilog的GMSK调制系统设计
【GMSK+FPGA】基于verilog的GMSK调制系统设计
1.软件版本
ISE14.7,modelsimSE 6.1
2.本算法理论知识
GMSK的整体结构如下所示:
从上面的仿真结果可以看到,主要分为如下几个模块:
信号产生模块,差分编码模块,高斯滤波模块,累加模块,期中三个方块是产生正弦和余弦模块,最后相加得到GMSK调制信号。
3.部分源码
`timescale 1ns / 1psmodule tops(i_clk,i_rst,o_binary_gen,o_chafen_encode,o_gauss_filter,o_adder,o_cos_I,o_sin_Q,o_cos,o_sin,o_GMSK_I,o_GMSK_Q,o_GMSK_R );
input i_clk;
input i_rst;
output o_binary_gen;
output o_chafen_encode;
output signed[15:0]o_gauss_filter;
output signed[31:0]o_adder;
output signed[15:0]o_cos_I;
output signed[15:0]o_sin_Q;
output signed[15:0]o_cos;
output signed[15:0]o_sin;
output signed[15:0]o_GMSK_I;
output signed[15:0]o_GMSK_Q;
output signed[15:0]o_GMSK_R;reg[3:0]cnt;
wire clk_16div;
always @(posedge i_clk or posedge i_rst)
beginif(i_rst)begincnt <= 4'b0000;end
else begincnt <= cnt + 4'd1;end
end
assign clk_16div = cnt[3];binary_gen binary_gen_u(.i_clk (clk_16div), .i_rst (i_rst), .o_dout (o_binary_gen));chafen_encode chafen_encode_u(.i_clk (clk_16div), .i_rst (i_rst), .i_din (o_binary_gen), .o_dout (o_chafen_encode));gauss_filter gauss_filter_u(.i_clk (i_clk), .i_rst (i_rst), .i_din ({~o_chafen_encode,1'b1}), .o_dout (o_gauss_filter));adder adder_u(.i_clk (i_clk), .i_rst (i_rst), .i_din (o_gauss_filter), .o_dout (o_adder));nco_gen nco_gen_u(.i_clk(i_clk), .i_rst(i_rst), .i_adder(o_adder), .o_cos(o_cos_I), .o_sin(o_sin_Q)); nco_gen2 nco_gen2_u(.i_clk(i_clk), .i_rst(i_rst), .o_cos(o_cos), .o_sin(o_sin));wire signed[31:0]I_tmps;
wire signed[31:0]Q_tmps;multer multer_u1(.clk (i_clk),.a (o_cos_I), // Bus [15 : 0] .b (o_cos), // Bus [15 : 0] .sclr(i_rst),.p (I_tmps)); // Bus [31 : 0] multer multer_u2(.clk (i_clk),.a (o_sin_Q), // Bus [15 : 0] .b (o_sin), // Bus [15 : 0] .sclr(i_rst),.p (Q_tmps)); // Bus [31 : 0] assign o_GMSK_I = I_tmps[31:16];
assign o_GMSK_Q = Q_tmps[31:16]; assign o_GMSK_R = o_GMSK_I + o_GMSK_Q;endmodule
4.仿真分析
信号产生模块:
binary_gen.v
这个模块的仿真结果如下所示:
差分编码模块:
chafen_encode.v
这个模块的主要原理为:
这个模块的仿真结果如下所示:
高斯滤波模块:
gauss_filter.v
高斯滤波器的主要公式为:
这里,我们主要通过ISE中的滤波器fir核来实现。仿真结果如下所示:
累加模块:
Adder.v
累加模块,就是对信号进行累加,从而得到相应的相位。仿真结果如下所示:
产生正弦和余弦模块:
Nco_gen.v
最后仿真结果如下所示:
最后,将得到的IQ两路基带信号和载波相城完成GMSK调制。
5.参考文献
[1]陈亮, 韩方景. GMSK调制器的FPGA实现[J]. 微计算机信息, 2007(29):3.A01-84