基于cmx589a的gmsk调制解调器的实现研究

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1、北京化工大学 硕士学位论文 基于CMX589A的GMSK调制解调器的实现研究 姓名：关明辉 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：聂伟 20080601 摘要 基于C M X 5 8 9 A 的G M S K 调制解调器的实现研究 摘要 调制解调技术是移动通信系统的重要组成部分，G M S K 调制具有频 谱利用率高、抗干扰能力强、误码率低、带外辐射小等优点，因此广泛应 用于移动通信和卫星通信系统中。 目前，研究G M S K 调制解调技术的实现方案有很多，但采用专用器 件和通用可编程器件相结合的方法来实现的相关研究却很少。专用的 A S I C 器件具有精度高、性能稳定、工作可

2、靠等特点，而通用可编程器件 则具有软件可剪裁、更新容易等优点。本文将二者的优点结合起来，提出 一种新的实现方法，即研究基于C M X 5 8 9 A 和F P G A 的G M S K 调制解调 方案。在实现方法上提出了一种新的解决方案，为理论研究提供了一种依 据，具有一定的实用价值。 本文首先介绍了G M S K 调制技术的发展及国内外研究的现状，在分 析这些实现方法的基础上，提出了基于C M X 5 8 9 A 与F P G A 相结合的方法 来实现G M S K 调制解调；然后根据系统的性能需要设计了G M S K 调制解 调器的硬件平台，并讨论了各部分的电路原理和设计方法；同时利用 Q

3、 u a 咖sI I 软件编译环境和D S PB u i l d e r 分别进行调制器和解调器的软件 设计，仿真结果的正确性从理论上验证了该方案的可实施性；最后根据测 试方案，在所设计的硬件平台上，对系统的功能和性能进行测试和分析。 测试和实际运行结果表明设计方法的正确性，且功能和技术指标满足设计 北京化工人学硕士学位论文 要求。 关键字：G M S K ，C M X 5 8 9 A ，调制，解调，F P G A ，A S I C ，D S PB u i l d e r U 摘要 S T U D YA N DI M P L E M E N T A T I o No FG M S KM o D

4、 E M B A S E DO NC M X 5 8 9 A A B S T R A C T M O d u l a t i o na n dd e m o d u l a t i o nt e c l l l l o l o g ya r ei m p o r t 锄tp 硪o ft h e m o b i l ec o 眦u n i c a t i o ns y s t e m G M S Km o d u l a t i o nh a v eb e e nw i d e l ya d o p t e d f o r m a n ym o b i l ec o m m u n i c a

5、t i o ns y s t e m s a n dS a t e l l i t ec o m n m n i c a t i o n s y s t e m s b e c a u s eo f m a n ya d v a n t a g e s ，s u c h a sb e t t e r s p e c t m m e 伍c i e n c M s t r o n g e ra n t i i n t e r f e r e n c ep e r f o m l a n c e ，l o wB i tE 册rR a t e C u 仃e n t l y ；t h e r ee x

6、i s t sV a r i o u ss o l u t i o n st oc a r r yo u tG M S Km o d e m ，A S I C a I l dg e n e r a lp r o g r 锄m a b l ed e V i c e s s o l u t i o ni ss t i l li nd e v e l o p i n g T 1 1 i sp 印e r p r e s e n t san e wm e t h o dt 0d e s i 弘G M S Km o ( 1 e mb a s e dO nC M X 5 8 9 Aa n d F P G A

7、 ，w h i c hc o m b i n e sA S I Cd e v i c e sa d v a n t a g e so f h i g hp r e c i s i o n ，s t a b l ea n d r e l i a b l ep e r f o n n a n c ea n dg e n e r a lp r o g 姗皿a b l ed e v i c e sa b i l i 妙o fe a s i l y s o 胁a r e u p d a t e d T h e r e f I o r e ，t h ei m p l e m e n t a t i o n

8、 o fG M S Km o d e mi s i n n o V a t i V ea n do fg r e a ts i g l l i f i c a n c ei nt h e o r e t i c a lr e s e a r C ha n dp r a c t i c a l a p p l i c a t i O n I nt h i s p a p e r ，t h ed e v e l o p m e n t a r l dr e s e a r C h p r o g r e s s o fG M S K m o d u l a t i o nt e c l u l o

9、 l o g yb o t ha th o m ea n da b r o a da r ef i r s t l yi n 仃o d u c e d ，t h e nt h e s 0 1 u t i o no fG M S Km o d u l a t o r 砒l dd e m o d u l a t o rb a s e do nC M 58 9 Aa l l d F P G Aa r e p r e s e n t e db ya n a l y z i n g c h a r a c e t e r i s t i co fc u 珊e n t I I I 北京化工大学硕十学位论文

10、 m e t h o d s S e c o n d l y ，t h e h a r d w a r ep l a t f o mO fG M S Km o d e mi s d e s i g n e d a c c o r d i n gt ot h es y s t e m sr e q u i r e m e n t s ，t h ep r i n c i p l ea n dd e s i g no f e a C hp a r ti s g i V e n i n d e t a i l s M e a n w h i l e ，t h es y s t e m ss o 胁a

11、r ei sd e s i g n e db a s e do n Q u a r t u sI I a n dD S PB u i l d e r ，t h er e s u l t so fs i n m l a t i o nV e r i 分t h et h e o r e t i c a l c o m x t n e s so fd e s i g l l F i n a l l y ；t h e 凡n C t i o na n dp e r f o m l a n c eo f 也es y s t e ma r e t e s t e do nt h eh a r d w a r

12、 e p l a t f o 衄 a n dt h er e s u l t sa r e p r e s e n t e d a I l d a n a l y z e d T h r o u g ht e s ta n da c t u a lO p e r a t i o n ，b o mo ft h ef h n c t i O n sa n dt e c h n i c a l s p e C i f i c a t i o n sm e e tt h ed e s i g nr e q u i r e m e n t s K E YW o R D S ： G M S K ，C M

13、【X 5 8 9 A ，m o d u I a t i o n ，d e m o d u l a t i o n ，F P G A ， A S I C ，D S PB u i I d e r 北京化工大学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：苤塑墼：日期：墨堕茎望! 望 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大

14、学有关保留和使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北 京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用 本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授 权书。 作者签名： 叁塑聋 日期： 丝垒旦! 望 导师签名：勉日期：芝墨垒! 旦! 望 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 近些年，随着超大规模集成电路( V L s I ) 技术的飞速发展，数

15、字信号处理器( D s P ) 和现场可编程门阵列( F P G A ) 等通用可编程器件的性能得到了显著的提高，越来越 多的功能都可以基于可编程的通用硬件平台，采用数字信号处理技术，通过软件加以 实现，由此产生了软件无线电。同时，现代无线通信系统种类繁多，包括卫星通信系 统、蜂窝移动通信系统、无线寻呼系统、短波系统、微波通信系统等，并且各种通信 系统所采用的调制方式也有很多，如A M 、F M 、F S K 、P s K 、Q A M 等【l J 。因此基于软 件无线电的调制解调技术也一直是移动通信领域的研究热点。 1 2 课题的背景和意义 1 2 1 软件无线电 软件无线电( S o m

16、矿a r eR a d i o ) 的概念是由J o eM i t o l a 于1 9 9 2 年最早提出的，它 特指用软件来定义和实现各种功能的无线通信设备。软件无线电的中心思想是构造一 个标准化、模块化的通用硬件平台，将调制解调、编码解码等各种通信功能用软件来 完成，并且将宽带D 和D A 转换器尽可能的靠近天线，减少通信系统中的模拟环 节，从而研制出具有更高灵活性的无线通信系绀2 羽。 由于计算机技术，特别是微处理器在高速数字信号处理和通信系统中的应用，无 线通信系统从模拟向数字转换。随着宽带模数转换和信号处理技术的快速发展，硬件 工艺水平的日益提高，可编程器件和E D A 工具的日渐成熟，使软件无线电从概念转 换为实际应用成为可能。为了满足通信系统的要求，物理层需要有高度的灵活性和适 应性，必须是兼容多标准操作和功能。传统数字通信系统对多标准通信解决方法并不 是很灵活，当介质和信道特性改变时，硬件就必须完全更新。尤其是在当今无线电标 准和接口种类层出不穷，为了节约成本，传统的无线电通信系统必将被每层可重构的