基于CORDIC算法的调制解调系统仿真研究及FPGA实现

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本文以国家863项目《家庭网络核心SOC平台2》的子课题《无线通信接口芯片IP》为目标,构建了基于CORDIC算法的数字调制解调系统,并对其进行了仿真,最终在FPGA中予以实现。 在具体研究中,首先从利于FPGA硬件实现的角度考虑,选择了具有速度快、精度高等特点的CORDIC算法,并推导了CORDIC反算法角度扩展公式,在MATLAB中仿真验证正确。在此基础上构建了基于CORDIC算法的通用数字调制解调系统。 其次,以CPFSK调制解调系统为主要研究对象,在MATLAB和SIMULINK中进行算法级和系统级的建模仿真。在解调实现过程中,提出了利用半径信息确定信号起始位置,解调判决算法中相位补偿去噪,相位差值累加判决等算法。通过大量仿真给出了系统不同参数情况下的误码率曲线,讨论了算法特点和相关参数对系统抗噪能力的改善。仿真结果证明,以CORDIC算法为核心构建的数字调制解调系统是正确和可行的。 在硬件实现上,采用VHDL语言对整个系统进行RTL级描述。在此过程中,通过借鉴算法级和系统级的仿真,明确了设计方向,提高了设计效率。使用ActiveHDL软件平台有效整合VHDL语言描述的各个模块,在QuartusⅡ中进行编译、综合,给出了时序仿真波形及网表下载文件。在硬件电路上调试验证了系统功能的正确。 从最初的CORDIC数学模型推导,到MATLAB和SIMULINK中数字调制解调系统的算法级、系统级建模,再到系统的RTL级描述,每一步都经过了仿真,验证了所构建系统的正确性和可行性。最终将无线通信接口IP在FPGA中成功实现。从整个设计流程看,步骤明确,结构清晰,每一步仿真验证都为下一步提供了指导和支持,可作为现代DSP设计的一般方法。
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