基于FPGA的软件无线电调制器设计与实现

0 引言
软件无线电是在无线通信领域提出的一种新的通信系统体系结构，其核心思想是以开放性、标准化、模块化的硬件为通用平台，通过在平台加载不同软件来实现对工作频段、调制解调、信道多址方式等无线功能的灵活配置。而调制解调技术是软件无线电的主要组成部分。直接数字合成技术(DDS)具有较高的频率分辨率，可实现快速的频率切换，能够保持相位的连续性，很容易实现幅度、频率和相位的数控调制。目前，软件无线电调制技术多采用具有调制功能的专用芯片或可编程器件和专用芯片相结合的方法实现，灵活性并不是很强。
基于此，本系统在分析数字调制技术和DDS原理的基础上，详述了一种基于FPGA的DSP技术和DDS技术的适合于软件无线电使用的可控数字调制器的设计过程，并在系统中进行了功能验证。此调制器以FPGA硬件平台为核心，可实现ASK，FSK，PSK，QAM等调制方式，灵活性强。

1 数字调制和DDS基本概述
在数字通信系统中，为了使数字信号能在带限信道中传输，就必须将编码后的信号进行数字调制。在此，主要分析和实现二进制单极性不归零码的键控调制。常见的二进制调制方式有ASK，FSK，PSK，QAM等。
直接数字合成(DDS)器具有数控频率合成的功能，它以数控振荡器的方式产生频率、相位和幅度可控的正弦波，电路主要由相位累加器、相位调制器、正弦ROM查找表、系统时钟、D／A、LPF等组成。本文中用DDS产生的正弦波作为载波，具有精确、灵活、便于集成等优点。DDS原理基本结构图如图1所示。

使用DDS结构易实现频率调制、相位调制和幅度调制，以DDS作为载波信号发生部分，具有频率稳定度高，频率转换速度快，输出带宽宽，频率分辨率高等特点。

2 基于FPGA的调制器的具体设计
该设计借助QuartusⅡ7．2和Matlab／DSP Builder 7．2开发环境，在FPGA硬件平台上实现，最大限度的实现了集成化。图2是该设计的FPGA系统原理框图，数字功能模块全部集成在一片FPGA上，实现了SoPC的设计思想。