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一种基于FPGA的新型误码测试仪的设计与实现

发布时间:2020-06-30 17:02:45 阅读: 来源:复合硅酸盐厂家

引言

误码仪是评估信道性能的基本测量仪器。本文介绍的误码仪结合FPGA 的特点,采用全新的积分式鉴相结构,提出了一种新的误码测试方法,经多次测试验证,方案可行,设计的系统稳定。本文设计的误码仪由两部分组成:发信机和接收机。

1 发信机

发信机的主要功能是产生具有随机特性的伪随机m 序列,通过FPGA 由VHDL 编程实现。伪随机序列产生原理如下:

图1 伪随机序列产生原理图

其中,ak-i是各移位寄存器的状态,Ci对应各寄存器的反馈系数,为1表示参与反馈,为0不参与反馈。反馈函数为:

当级数n 和反馈系数一旦确定,则反馈移位寄存器的输出序列确定了,m序列的一个重要的性质是:任一m序列的循环移位仍是一个m序列,序列长度为m = 2n-1 。

2 接收机

接收机主要由时钟同步模块、状态同步模块组成,其功能框图如图2 所示。

图2 误码器接收机功能框图

2.1 时钟提取模块

本单元所采用的时钟提取方法是采用新的积分鉴相来实现的,通过在一个时钟周期内对码元进行积分,判断超前滞后,从而极大的降低了因干扰信号的出现导致误调的可能性。

时钟提取的原理图如下:

图3 时钟提取原理图

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(1)鉴相器

导前- 滞后型数字鉴相器的特点是,它输出一个表示本地估算信号超前或滞后于输入信号的量.如果本地估算信号超前于输入信号,则输出“超前脉冲”, 以便利用该“超前脉冲”控制本地估算信号的相位推后。反之,则输出“滞后脉冲”,并使本地估算信号的相位前移. 导前- 滞后型数字鉴相器可分为微分型和积分型两种.由于积分型导前- 滞后数字鉴相器,具有优良的抗干扰性能. 因此本设计采用了积分型导前-滞后型数字鉴相器.

积分型导前-滞后型数字鉴相器中,本地时钟的上升沿为同相积分的清洗时刻,上升沿到来时,在本地高频时钟下,同相计数器开始计数,当输入码元是“1”时,每来一高频脉冲计数器加1计数,当输入码元是“0”时,每来一高频脉冲计数器减 1计数。当下一上升沿到来时,将计数值输出,并清零计数器,计数器在高频脉冲下重新开始计数.本地时钟的下降沿为中相积分的清洗时刻,在下降沿到来时,在上述同样的高频时钟下,中相积分计数器开始计数,当码元为“1”时,计数器加1,当码元为“0”时,计数器减1。当下一下降沿到来时,将计数值输出,同时对计数器清零,重新计数。在准确同步的情况下,同相积分的积分区间正好和接收的一个码元宽度相重合,同相积分计数器输出为

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