目录
[3.1 扩频](#3.1 扩频)
[3.2 插入导频](#3.2 插入导频)
[3.3 BPSK调制](#3.3 BPSK调制)
[3.4 BPSK解调](#3.4 BPSK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)
1.引言
基于FPGA的BPSK通信链路实现,系统包括BPSK调制模块，BPSK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.算法测试效果
本系统是
https://blog.csdn.net/hlayumi1234567/article/details/157187814?spm=1001.2014.3001.5502
的硬件测试版本。
在系统在仿真版本基础上增加了ila在线数据采集模块，vio在线SNR设置模块，数据源模块。硬件ila测试结果如下：（完整代码运行后无水印）：
vivado2022.2测试
设置SNR=15db
设置SNR=2db
设置SNR=-5db
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 BPSK调制
BPSK信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的，所不同的只是两者基带信号s(t)的构成，一个由双极性NRZ码组成，另一个由单极性NRZ码组成。因此，求BPSK信号的功率谱密度时，也可采用与求2ASK信号功率谱密度相同的方法。
（1）当双极性基带信号以相等的概率（p=1/2）出现时，BPSK信号的功率谱仅由连续谱组成。BPSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成。其中，连续谱取决于数字基带信号s(t)经线性调制后的双边带谱，而离散谱则由载波分量确定。
（2）BPSK的连续谱部分与2ASK信号的连续谱基本相同（仅差一个常数因子）。因此，BPSK信号的带宽、频带利用率也与2ASK信号的相同。
3.4 BPSK解调
二进制相移键控（BPSK）信号进行相干解调的系统，其包括：用于从所述BPSK信号中恢复出频率为2F的载波信号（C）的装置；用于将频率为2F的所述信号注入到注入锁定振荡器（ILO）中的装置，该注入锁定振荡器的固有谐振频率为fr，该fr大致等于f，该注入锁定振荡器提供用于恢复具有（θe－k）/2相移的原始载波的差分输出（op、on）信号，其中θ=arcsin（f\[r－r）/αAif]，其中α和k是取决于所述注入锁定振荡器（ILO）中的主要非线性的类型的参数，而Ai是所恢复的频率为2f的载波信号的幅值，以及用于将所述差分输出（op、on）信号与所述输入BPSK信号的副本进行组合，以产生解调信号（DEMOD）的装置。
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
5.开发板使用说明和如何移植不同的开发板
注意：硬件片内测试是指发射接收均在一个板子内完成。
在本课题中，使用的开发板是：
如果你的开发板和我的不一样，可以参考代码包中的程序移植方法进行移植：
6.参考文献
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,2014.0sj5_006m
7.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：X118）
（或者回复：BPSK扩频硬件）
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