【仿真测试】基于FPGA的2ASK扩频通信链路实现,包含帧同步,定时点,扩频伪码同步,信道,误码统计

目录

1.引言

2.算法仿真效果

3.算法涉及理论知识概要

[3.1 扩频](#3.1 扩频)

[3.2 插入导频](#3.2 插入导频)

[3.3 2ASK调制](#3.3 2ASK调制)

[3.4 解调](#3.4 解调)

[3.5 帧同步](#3.5 帧同步)

[3.6 基于相关峰的定时点提取](#3.6 基于相关峰的定时点提取)

[3.7 采样判决](#3.7 采样判决)

[3.8 解扩](#3.8 解扩)

4.Verilog核心接口

5.参考文献

6.完整算法代码文件获得


1.引言

基于FPGA的2ASK通信链路实现,系统包括2ASK调制模块,2ASK相干解调模块,AWGN信道模块,误码统计模块,数据源模块,基于相关峰提取的帧同步和定时点提取模块,扩频解扩等。

2.算法仿真效果

vivado2022.2测试

设置SNR=-5db

设置SNR=0db

设置SNR=15db

局部放大:

3.算法涉及理论知识概要

整体系统结构如下所示:

3.1 扩频

用伪随机码(伪码)c(k)(周期为N,c(k)∈{+1,−1} )扩展信号带宽,实现抗干扰。扩频后信号

3.2 插入导频

插入已知导频序列p(t) ,用于接收端帧同步。导频序列为PN序列,插在数据帧的前面。

3.3 2ASK调制

2ASK调制是一种数字调制解调技术,它是基于ASK调制的一种数字调制方式。ASK调制是一种模拟调制方式,它是通过改变载波的振幅来传输数字信号。 2ASK调制的原理是将数字信号转换为二进制码,然后将二进制码与载波信号相乘,得到调制信号。调制后信号:

用载波幅度表示二进制信息,1对应载波,0对应无载波。

3.4 解调

与载波做相干解调,恢复基带信号。解调输出:

经低通滤波后得基带数据的包络。

3.5 帧同步

在数字通信中,信息通常是以帧为单位进行组织和传输的。帧同步的目的是确定每一帧的起始位置,以便接收端能够正确地解调出每帧中的数据。

设发送的帧结构为:帧同步码 + 信息码元序列 。帧同步码是具有特定规律的码序列,用于接收端识别帧的起始。

帧同步的过程就是在接收序列中寻找与帧同步码匹配的位置,一旦找到匹配位置,就确定了帧的起始位置,后续的码元就可以按照帧结构进行正确的划分和处理。

3.6 基于相关峰的定时点提取

在接收信号中,通过寻找与本地已知序列(如训练序列或导频序列)的相关峰来确定定时点。具体来说,将接收信号与本地序列进行相关运算,当两者的相位和时间对齐时,相关值会出现峰值,这个峰值点对应的位置就是最佳的定时点,用于确定信号的采样时刻,以保证后续信号处理的准确性。

3.7 采样判决

在确定了定时点后,对接收信号进行采样,将采样值与预设的判决门限进行比较,根据比较结果确定接收信号的电平值,从而恢复出原始的二进制比特流。

3.8 解扩

用与发射端同步的伪码压缩带宽,恢复原始数据。伪码同步后,解扩输出:

在本课题中,伪码同步采用的是伪码峰值判决的方法,当出现峰值时,说明此时伪码同步。

4.Verilog核心接口

整个程序构架如下:

系统RTL结构如下:

5.参考文献

1程晓畅,苏绍景,王跃科,等.伪随机码超声扩频测距系统设计与算法J.测试技术学报, 2007, 21(1):5.DOI:10.3969/j.issn.1671-7449.2007.01.016.

2杜勇.数字调制解调技术的MATLAB与FPGA实现M.电子工业出版社,2014.

6.完整算法代码文件获得

完整程序见博客首页左侧或者打开本文底部GZH名片

(V关注后回复码:X113)

(或者回复:ASK扩频)

V

相关推荐
奋斗的阿狸_198615 小时前
ESP32-S3 + ES7210 四通道麦克风录音上传方案
c语言·开发语言·fpga开发
hahaha601615 小时前
FPGA+ARM实现AWB的全流程
人工智能·嵌入式硬件·算法·计算机视觉·fpga开发
unicrom_深圳市由你创科技19 小时前
板上调试,先抓哪些信号?排查顺序是什么?
fpga开发
北城笑笑21 小时前
FPGA 55 ,FPGA 行业 2026 发展分析与报告
fpga开发·fpga
Jason_zhao_MR1 天前
新一代电能数据采集终端方案
linux·人工智能·嵌入式硬件·fpga开发·嵌入式
ERROR:992 天前
AMD Ross没有介入Vivado的私生活
fpga开发
Riwuarua2 天前
从近似 0 基础开始 FPGA 开发——Part.18:FPGA 复位系统与可靠启动设计
fpga开发
智感子3 天前
测控链路:从传感器到上位机
人工智能·嵌入式硬件·fpga开发
szxinmai主板定制专家4 天前
基于Zynq的高精度多通道数据采集卡完整解决方案(工业振动/高速采集/边缘传输)
fpga开发·zynq·数据采集卡
szxinmai主板定制专家4 天前
基于TI AM62x+FPGA的24bit高精度数据采集卡设计(振动/风电/发动机监测)
人工智能·fpga开发·arm+fpga·rk3588+fpga