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1引 言
DS／D-MPSK(直接序列扩频， 差分编码 多进制相移键控)调制方式具有频谱利用率高， 抗干扰能力强， 保密性能好等优点, 因此，研究DS／D-MPSK 调制和解调技术就具有重要 理论意义和实用价值,
DS／D-MPSK 调制和解扩解调通常是用专用集成芯片(ASIC)来完成，但是其功能单一，应用不灵活, 文中采用高速大容量FPGA作为硬件平台 核心部分，通过软件编程，实现信号 扩频调制和解扩解调, 与常规方法不同 是，该方案直接在中频上进行数字信号处理，不要进行数字下变频，也不需要进行伪码同步捕获和载波提取，易于数字实现, 同时还给出了各项设计参数指标，并对所提出 设计方案进行了仿真以及硬件实现,
2 DS／D-MPSK调制和解扩解调 原理
通用 DS／D-MPSK调制和解扩解调 原理框图如图1所示, 其中，上方为调制部分，下方为解扩和解调部分, ADC之后和DAC之前 功能全部由一片FPGA来实现,
调制部分主要完成差分编码， 扩频， 数据分路及相位映射， 整型滤波， 内插滤波和正交调制等功能, 其中，NCO(数控振荡器)直接进行数字频率合成，产生I，Q两路正交数字载波, FPGA产生 数字调制信号经过DA转换和带通滤波，即可得到DS／D-MPSK调制信号,
解扩和解调部分主要完成AD采样， 成型滤波， 匹配滤波， 延时差分解调以及判决等功能, 解扩和解调是扩频通信 核心技术之一，也是本文研究 重点, 各种进制 DS／D-MPSK解扩和解调 基本原理相同，DS／D-BPSK相当于DS／D-QPSK 一路，DS／D-8PSK仅比DS／D-QPSK多了一路能量控制信号, 所以本文就以最有代表性 DS／D-QPSK为例进行讨论,
设DS／D-QPSK 基带数据为{an)，差分编码后 数据为{dn), 若用'+1'表示'1'，'-1'表示'0'，则有：
然后直接在中频进行带通采样，采样频率取伪码速率 K倍(K为正整数)，即为KRc, 这样在每个伪码码元内刚好进行了K次采样，从而可以保证收端 伪码时钟与发端 伪码时钟相位相差为任意值时，总能采到满足数字匹配滤波器输入信噪比要求 码片样值, 这样伪码时钟可以由本地异步产生，省去了伪码同步时钟恢复电路，并大大提高了电路 稳定性,
由于AD采样 相位是随机 ，所以可以在采样信号中增加一个初始相位φi, 由于采样速率和中频ωc均为伪码速率 整数倍，所以每隔K次采样φi就重复一次，即φi有K种取值，且φi依次滞后2πM／K, 采样数据 表达式为：
将AD采样得到 数据通过数字匹配滤波器进行解扩, 数字匹配滤波器 I路结构如图2所示，Q路 结构完全相同, 现仅以I路为例进行分析,
由图2可见，数字匹配滤波器每隔K个点取一个数据，共取N个数据，然后进行相关求和：
由于I，Q两路伪码 互相关性很小，所以式(5)中第二项 值很小，相对于第一项 相关峰值来说可以忽略不计, 当n为N 倍数时，第一项刚好相关，得到 相关峰值为：
式(6)中，RI(0)为I路伪随机码 自相关值, 由式(6)可见，相关峰中已不再包含伪码，即实现了解扩, 图3是用Verilog代码在FPGA中实现数字匹配滤波器时经仿真得到 相关峰,
将数字匹配滤波器输出 相关峰延时一个基带数据 码元宽度，即NTc之后，与当前相关值峰相乘得：
由此可见，延时相乘刚好实现了解调和解差分, 图4是Verilog代码仿真得到 延时差分解调后 相关峰，负相关峰表示'1'，正相关峰表示'0',
为了提高抗干扰能力，可以把I，Q两路 相关值累加求和后再进行判决, 经过判决，就可以恢复出基带数据和时钟,
3 DS／D-MPSK通用数宇调制和解扩解调器 具体实现方案
本方案已经应用于某军用数字超短波电台中，其具体 实现框图如图5所示,
其中，FPGA选用 是Xilinx公司 XC2VP20，200万门 高端产品，标称频率为400 MHz, NCO 时钟频率较高，达到160～240
MHz, DSP选用 是TI公司 TMS320VC5510，FLASH选用 是Spansion公司 S29GL128N，16 MB 容量，存放DS／D-BPSK，DS／D-QPSK和DS／D-8PSK等多种模式 FPGA配置文件, CPLD选用 是Xilinx公司 XC9572XL, DSP主要完成对FLASH 读写工作，并且根据模式切换信号，配合CPLD完成对FPGA 动态配置,
4实际测试结果
图6是在中频20.48 MHz上通过Agilent 89600矢量信号分析仪测到 DS／D-QPSK信号 星座图， 眼图， 频谱图和统计数据，其频差为1.8
Hz，相差为876毫度，I，Q平衡度为-20 dB, 图7是中频为21.76 MHz DS／D-8PSK信号混频到280 MHz经声表面波滤波器后测到 星座图， 眼图， 频谱图和统计数据，其频差为-0.75
Hz，相差为3°，I，Q平衡度为-21 dB,
5结语
从以上 测试结果可以看出，本文提出 DS／D-MPSK通用数字调制和解扩解调器在实际应用中取得了良好 效果，证明了本方案是正确 ， 可行 和稳定可靠 ,
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