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在数字通信系统中,数字调制信号的质量直接关系到接收端设备对信号的解析和还原,影响系统通信的可靠性。本论文基于实验室承担的高速列车控制系统中应答器传输控制系统的研制任务,对地面设备发出的上行链路数字调制信号进行质量检测。传统的检测方案为搭建测试环境,利用专有仪器对不同指标进行单独测量,效率低下。本文在Altera公司的FPGA平台上,利用经典算法完成对数字调制信号的包络、幅值抖动、最大时间间隔误差(MTIE)和频谱的自动化测量,极大的提升了检测效率。在实现过程中大量采用流水线技术、乒乓存储技术,借助Matlab和Modelsirn等软件进行算法仿真,利用Nios Ⅱ软核实现Verilog HDL和C语言的混合编程。本论文一共完成了以下几个方面的工作：1.调研经典的幅值检测算法,包括极大似然估计法、相关累加法和高阶差分方法,对三种不同的算法的计算精度、运算复杂度和计算延时进行对比分析,选出适合在FPGA中进行实现的方案后,在FPGA中完成对信号的包络检测和幅值抖动检测,每一部分都给出了相应的仿真结果和详细分析。2.给出MTIE的定义和基于仪器仪表的测量方案,并针对MTIE用定义法进行实现运算量大的缺点,提出了基于遍历过程的改进型计算方法和基于观测时间窗口的改进型计算方法。在FPGA中,定义用户逻辑利用希尔伯特(Hilbert)变换和查表法完成对相位信息的求解,利用最小二乘法完成对时间间隔误差的求解,嵌入Nios Ⅱ软核利用C语言实现对MTIE的计算。除了给出对应模块的仿真信息外,还介绍了如何配置Nios Ⅱ软核。3.对比分析经典谱估计方法和现代谱分析方法,采用AR模型参数估计方案实现对信号的频谱测量,主要包括参数估计部分和频谱估计部分。参数估计采用基于线性预测的Burg算法,利用流水线操作实现对反射系数、前向预测误差、后向预测误差、参数模型和误差功率的计算,频谱估计部分则采用查表法实现。本文不仅对各算法进行了详细推导说明,还给出了算法实现的仿真结果图。本论文实现了应答器传输系统中数字调制信号的质量检测,在实际应用中具有一定的现实意义。