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接收信号经A/D采样后可表示为:
其中,TS为A/D采样时钟的周期,A为信号幅度的量化,d(nTS)表示二进制数据信息,c(nTS)表示伪码序列信息。
经过A/D后,信号通过一个数字低通滤波器,滤掉噪声和寄生信号,然后与本地NCO输出的频率为18.533 MHz的正交载波相乘,完成数字下变频,再经过低通滤波,滤除倍频分量,就可以得到基带扩频信号。
从图2可以看出,本地NCO产生的同相和正交载波经过正交下变频和低通滤波之后,不考虑噪声的影响,输出信号可以表示为:
其中,为本地载波与接收信号的频差,为NCO的载波频率,为起始相位差。
2 下变频实现方案
3 下变频器模块实现
本文将输入r正弦信号分为16相,NCO通过clk信号脉冲作为控制信号以查找法的形式找出其对应的正余弦值,与r信号混频,得到两路信号i0和q0,再经过低通滤波器,最后得到两路正交信号i和q,如图4和图5所示。从仿真结果可以看出,从第二个clk脉冲开始工作到最后结果输出,仅仅用了52 ns的时间。
本文针对扩频通信接收的数字下变频在特定的输入信号下,通过查找表的方式进行了混频和低通滤波的设计及实现。仿真结果在软件Matlab上的建模结果完全一致,表明了设计的正确性。在Xilinx公司的FPGA集成设计软件ISE7.1环境下选用 xc3s5000-4fg900实现了综合和映射。本文的创新点是:用移位代替滤波器乘法运算,节约了硬件资源;对抽头系数进行扩大,将结果误差减小到了 1%;根据抽头系数的对称性减少了寄存器的使用,节约了读取存储的时间。