扩频通信芯片STEL-2000A的初步改进及其FPGA实现

软件２０１１年第３２卷第３期　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　国际ＩＴ传媒品牌　扩频通信芯片ＳＴＥＬ－２０００Ａ的初步改进及其ＦＰＧＡ　实现　徐艳梅万毅　（兰州大学信息科学与工程学院兰州７３００００）　摘要：本文对扩频通信芯片ＳＴＥＬ一２０００Ａ的主要功能模块进行了研究，针对匹配滤波器和差分解调模块进行改进。具体来说，　对匹配滤波器模块的幅值近似公式进行了详细误差分析，提出更加精确的近似公式。此外，针对差分解调模块提出新的查找表方法，　相比原有的解调方法，新方法不仅正确实现差分解调功能，而且简化了复杂度、减小了计算量及资源占用量。改进的系统在Ｖｉｒｔｅｘ—　ＩＩｐｒｏ开发板上进行实现，验证了改进方法的正确性及有效性。　关键词：扩频通信；ＤＳ—ＣＤＭＡ；ＳＴＥＬ一２０００Ａ；ＦＰＧＡ；匹配滤波器；差分解调；查找表　中图分类号：ＴＮ９１４．４２　文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００３—６９７０．２０１１．０３．０３４　Ｔｈｅ　Ｉｎｉｔｉａｌ　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ＦＰＧＡ　Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｐｒｅａｄ－Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｈｉｐ　ＳＴＥＬ－２０００Ａ　ＸＵ　Ｙａｈ—ｍｅｉ．ＷＡＮ　Ｙｉ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００００，Ｃｈｉｎａ）　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｍａｉｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｍｏｄｕｌｅｓ　ｏｆ　ｓｐｒｅａｄ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｃｏｍｍｉｎｕｃａｔｉｏｎ　ｃｈｉｐ　ＳＴＥＬ・・２０００Ａ　ａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｎｄ　ｓｏｍｅ　ｉｍ－－　ｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ　ａｒｅ　ｍａｄｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｍａｔｃｈｅｄ　ｆｉｌｔｅｒ　ｍｏｄｕｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｕｌｅ．Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ｅｒｒｏｒ　ｎａａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｈｔｅ　ａｍｐｌｉｕｔｄｅ　ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ　ｆｏｒｍｕｌａ　ｉｓ　ｇｉｖｅｎ　ｉｎ　ｈｔｅ　ｍａｔｃｈｅｄ　ｆｉｌｔｅｒ　ｍｏｄｕｌｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ　ｆｏｒｍｕｌａｓ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ａ　ｎｅｗ　ｌｏｏｋ－ｕｐ　ｔａｂｌｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｕｌｅ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ａｃｈｉｅｖｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｃｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｓｉｍｐｌｉｉｆｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ　ｎａｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉＳ　ｒｅａｌｉｚｅｄ　ｏｎ　ｈｔｅⅥｒｔｅｘ．ＩＩ　ｐｒｏ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｂｏａｒｄ　ｗｈｉｃｈ　ｖｅｒｉｉｆｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｈｔｅ　ｖａｌｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｍｅｔｈｏｄ．　［Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］Ｓｐｒｅａｄ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ＤＳ－－ＣＤＭＡ；ＳＴＥＬ－－２０００Ａ；ＦＰＧＡ；Ｍａｔｃｈｅｄ　ｉｆｌｔｅｒ；Ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；Ｌｏｏｋ・－　ｕｐｔａｂｌｅ　０引言　据获取系统、无线局域网通信等领域　。本文对该芯片的工作　原理进行研究，在ＦＰＧＡ上实现其主要功能并进行一些初步的　目前，扩频通信系统主要采用高集成度的扩频通信芯片实　现，国外有很多公司都早已推出了自己的产品。由于国内半导　改进。　ＳＴＥＬ－２０００Ａ芯片主要包括发射和接收两大部分，图１、图　体生产工艺以及设计水平的限制，这方面起步较晚，北京的福　星晓程公司发布的电力线载波芯片ＰＬ３２０１以及上海弘亚微电　２分别是ＳＴＥＬ一２０００Ａ发射子系统和接收子系统的主要功能　模块框图　Ｊ【　。发射部分主要有串并处理、差分编码、ＰＮ码扩频、　子公司的ＭＩ２００Ｅ就是为数不多的例子。但目前国产此类芯片　的应用场合比较有限，在国防领域基本上还是选择国外设计生　ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ，正交相移键控）调　制等模块，而接收部分主要由数字下变频、低通滤波器、匹配滤　产的芯片，在安全方面存在隐患。此外，国内国外推出的这些　扩频芯片的功能虽然很强大，但是它们也和很多ＡＳＩＣ产品一　波器、差分解调、并串处理、自动频率跟踪处理等模块组成　。　样，存在固有的一些缺陷，比如它们的大部分功能已经固化，不　利于系统以后的升级，缺少产品开发的灵活性。而现场可编程　门阵列（ＦＰＧＡ）资源丰富，具有可重复编程、现场可修改设计等　特点，使其成为复杂数字系统设计的主要选择　。　ＳＴＥＬ一２０００Ａ是美国Ｓｔａｎｆｏｒｄ　Ｔｅｌｅｃｏｍ公司研制的单片　图１发射子系统　全数字扩频芯片，具有很强的信息处理能力，被广泛应用于数　Ｆｉｇ．１　ｔｈｅ　Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ　Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ　作者简介：徐艳梅（１９８６一），女，硕士学位，学生，主要研究领域为信号与信息处理，嵌入式系统・万毅（１９７０一），男，博士生导师，教授，主要研究领域　为信号处理，无线通信．　１０９　软件　一徐艳梅等：扩频通信芯片ＳＴＥＬ一２０００Ａ的初步改进及其ＦＰＧＡ实现　可以求出幅值ＭＡＧ＝√Ｅ　＋Ｑ　口　。该幅值被送到幅值检测器　和预定门限值进行比较，当幅值ＭＡＧ超过门限值时，说明扩频　信号和ＰＮ码达到同步。　由于在ＦＰＧＡ中实现多位数的平方运算需要占用大量的　资源，随着数据位数的增长，资源耗费量也急剧增加。因此大　多数文章以及ＳＴＥＬ－２０００Ａ手册中都使用下面的近似公式求　图２接收子系统　Ｆｉｇ．２　ｔｈｅ　Ｒｅｃｅｉｖｅｒ　Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ　解幅值…。　：　，　ＭＡＧ＝　｛　ＩＩ，ｌ　Ｉ）＋专埘　｛Ｉｚ　ｌ，１Ｑ　１）　ｆ１）　但是在这些文献中都没有给出具体的推导过程，下面给出　详细的理论分析及优化近似公式。　幅值近似公式分析　在接收子系统的匹配滤波器模块中，存在幅值检测单元，　通过幅值近似公式计算得到信号幅值，然后将其与预定的门限　值进行比较，判断信号是否同步。本文对匹配滤波器中使用的　幅值近似公式进行了详细分析，通过求解最小均方误差的方法　得到更加准确的近似公式。此外，针对差分解调模块，采用查　表的方式取代传统的解调方法，不仅简化了复杂度，而且减少　了运算量和资源占用量。　幅值近似公式的确定可以采用最小均方误差的思想。令　Ａ＝　｛　Ｉ，ｌ　１），ａ＝Ｍｉｎ｛ｌＩ，　１，ｌ　１），那么真实幅值为　ＭＡＧ＝√圪　＋　＝４Ａ　＋ａ　，且　ａ。假设幅值ＭＡＧ的　近似公式为厂　，ａ），则均方误差三为：　本文接下来的结构安排如下，第一部分对匹配滤波器模块　的幅值近似公式进行详细分析，第二部分针对差分解调模块，　Ｌ＝ｆ　ｆ（　（　，ａ）一√　）　ｐ（　，ａ）ｄＡｄａ　（２）　提出一种新的基于查找表的方法，第三部分对采用改进方法的　扩频通信系统进行了ＦＰＧＡ实现。第四部分给出结论，指出新　其中，Ｐ（Ａ，ａ）是随机变量　和ａ的联合概率密度，其分　布随实际情况而定，下面以均匀分布为例进行误差分析。假设　方法在复杂度及资源占用量等方面的改进。　ｐ（Ａ，ａ）为均匀分布，　和ａ的积分范围均为［０，１】且　＞ａ，则　的实际积分范围为【ａ，ｌ】，Ｐ　，口）＝２。　假设／　，ａ）为线性函数，即厂　，ａ）＝ａＡ＋，Ｓａ，其中口、　为　１　匹配滤波器模块分析　１．１　内部结构框图　ＳＴＥＬ－２０００Ａ中的数字匹配滤波器可以同时实现扩频信　号的同步与解扩　］。接收子系统的接收信号是由Ａ／Ｄ转换后　的数字中频序列　、Ｑ　，经过下变频、低通滤波器川处理后得到　基带信号，该基带信号被送到匹配滤波器中。匹配滤波器的内　部结构如图３所示　。　常数，则￡＝ｆｆ（　Ａ＋　ａ一　）　（　，ａ）ｄｄｄａ。要求出均　方误差三的最小值，须令钇／ａ　＝０，砚／　＝０：　ＯＬ／ａａ＝２ｆｆ　ａＡ＋　一　）・２Ａｄ，４ｄａ＝０（３）　ａＬ／ａｔｆ＝２ｆ　ｆ（　Ａ＋　ａ一、／　）・２　ｄＡｄａ＝０（４）　进而得到：　ｆｆ　ｄＡｄａ＋　ｆｆ　ａｄ４ｄａ＝ｆ　Ａ￣＋ａ２ｄＡｄａ（５）　ｆ　ｆａ２ｄＡｄａ＋　ｆ　ｆ　ｆ　ｆ　（６）　求得ａ＝Ｏ．９３４３２０，ｐ＝Ｏ．４２６９４７。此时可以得到最小均方　误差Ｌｍｉｎ＝０．０００３５６４６４。下面我们讨论，　，ａ）的三种特例：　ａ、ｆ（Ａ，ａ）＝ａＡ＋ａ，即ｆｌ＝ｌ。将ｆｌ＝ｌ代入公式（５），求得　ａ＝０．６４７７９４，根据公式求得Ｌ－－Ｏ．０１４０３９４。　ｂ、ｆ（Ａ，口）　＋肋，即ａ－－１。将ａ＝ｌ代入公式（６），可求出　ｌｆ＝０．３２８４２７，Ｌ＝Ｏ．０００８９５６９６。　Ｃ、厂　，口）＝ａ　＋口），即ａ＝ｆｌ。将ａ＝　代入公式（５）、（６），然　后相加，可求得ａ－￣＝Ｏ．－７４４０５５，Ｌ＝Ｏ．００５０４９１５。　图３匹配滤波器模块　Ｆｉｇ．３　ｔｈｅ　Ｍａｔｃｈｅｄ　Ｆｉｌｔｅｒ　Ｍｏｄｕｌｅ　根据上述推导，可以得出更加精确的幅值近似公式。而　ＳＴＥＬ－２０００Ａ手册中使用的近似公式为厂　，ａ）＝Ａ＋ｌ／２・ａ，代　入公式，求得Ｌ＝Ｏ．００５８０１９。上述各种情况的最终结果如表１　所示：　表１各幅值近似公式对应的均方误差值　匹配滤波器将两路数字序列分别经过一组延时移位寄存　器，分别与本地寄存器中的ＰＮ码系数相乘，将相乘后的结果累　加起来，得到每次延时两者的相关值，图３中分别用　和　表示两路累加器的输出结果。在ＦＰＧＡ实现中，这两个信号采　用８ｂｉｔ有符号二进制数表示。通过两路信号累加值　和　ｌ１Ｏ　软件　徐艳梅等：扩频通信芯片ＳＴＥＬ一２０００Ａ的初步改进及其ＦＰＧＡ实现　从表１可以看出，一般形式的厂　，ａ）对应的均方误差三最　小，而ＳＴＥＬ－２０００Ａ手册公式对应的三较大，并不是最优的。　１０　ｒｒ／２或－３ｎ／２　但是求解得到的近似公式的系数ｎ、　都是不规则小数，有的近　似公式效果更优但是在ＦＰＧＡ中不容易实现，即使可以实现也　ｌ１　或一　会耗费太多的资源。其中，特例ｂ的三值比较接近￡　，其系数　ｐ＝ｌ、　０．３２８４２７。在ＦＰＧＡ中实现时，可以使用１／３代替　值。　即厂　，ａ）－Ａ＋Ｏ．３２８４２７・ａ　Ａ＋ｌ／３－ａ。ＳＴＥＬ－２０００Ａ中的公　０ｌ　３ｎ／２或－ｎ／２　式为厂　，ａ）＝Ａ＋ｌ／２・ａ，相比１／２而言，１／３更接近１／４，考虑　到２的整数幂次在ＦＰＧＡ中更容易实现，将ｆｌ＝Ｉ／４的情况也　２．２差分解调原理　考虑在内，即厂　，ａ）＝Ａ＋ｌ／４・ａ。　根据ＳＴＥＬ一２０００Ａ的接收子系统（图２）可知，差分解调　在Ｖｉｒｔｅｘ－ＩＩ　ｐｒｏ开发板上对上述三种情况进行功能仿真。　模块在匹配滤波器模块之后，差分解调模块要处理的信号是匹　表２列出了它们的资源消耗情况：　配滤波器的相关值　…　。当匹配滤波器模块输出定位脉冲，　表２资源占用情况及对应均方误差值　即检测到相关值的峰值时，此相关值就被送到差分解调模块进　行差分解调。　２．２．１　ＳＴＥＬ－２ＯＯＯＡ差分解调原理　信号经过匹配滤波器以后，基带信号可以表示为怕　：　由表２可知，特例ｂ近似公式的均方误差￡比　Ｉ（ｋ）＝Ａｃｏｓ￣（ｋ）　ＳＴＥＬ－２０００Ａ的小很多，但是占用了更多的ＦＰＧＡ资源。　Ｑ（ｋ）＝Ａｓｉｎ￣ｏ（ｋ）　厂　，ａ）＝Ａ＋ｌ／４・ａ和ＳＴＥＬ－２０００Ａ的公式比较，占用资源差　其中，　．｝ｉ）和Ｏ（ｋ）是匹配滤波器输出的第ｋ个双比特码元，　不多，但是三更小，更接近真实值，因此实际中推荐近似公式　实际实现中是用８ｂｉｔ有符号数表示的。假设：　ｆ（Ａ，ａ）＝Ａ＋ｌ／４・ａ。　．　（　＝，（　Ｑ（　＝　（　上述误差分析方法适用于一般情况下的概率密度函数　Ｓｏ　（尼）＝　（　（ｋ－１）＝Ａ　）　ｐ（Ａ，口）。∞ｍ¨叭∞　　¨叭∞ｍ¨叭　其中，△　＝ｐ（　）一妒（．ｉ卜１）。在ＳＴＥＬ－２０００Ａ手册中引入了　点积Ｄｏｔ（ｋ）和叉积Ｃｒｏｓｓ（ｋ）的概念　２Ⅱ６】，它们的定义是：　２差分解调模块改进　Ｄｏｔ（ｋ）＝Ｒｅ［Ｓｏ　（ｋ）］－Ｉ（ｋ）Ｉ（ｋ－１）＋Ｑ（ｋ）Ｑ（ｋ－－１）＝Ａ。ｃｏｓＡ￣　０　０　０　２　２　２　２．１差分编码原理　Ｃｒｏｓｓ（ｋ）＝Ｉｍ［ｏｓ　（ｋ）ｌ＝Ｑ（ｋ）Ｑ（ｋ－－１）－ｌ（ｋ）ｌ（ｋ－１）＝Ａ　ｓｉｎ＆ｐ　扩频系统中常用的调制方式有ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ｎ／４－　采用ＤＱＰＳＫ调制方式，△ｐ的取值有【０，ｎ／２，　，３ｒｄ２】四　ＱＰＳＫ。常用的ＱＰＳＫ存在相位模糊等问题，为避免此类问　ｍ　ｎ叭∞¨叭∞ｍ∞∞加¨　种可能，相应的ｓｉｎＡｑ和ｃｏｓＡ￣的值就有卜１，０，＋ｌ】三种，这在　题，系统常采用ＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　进行最佳判决接收的时候较难实现忉。经常采用的方法是引入　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ，四相相对相移键控）　，ＳＴＥＬ－２０００Ａ　ｎ／４相移。实现方法如下：　扩频芯片就使用了ＤＱＰＳＫ方式　。ＤＱＰＳＫ的具体实现就是　２　２　０　０　２　０　２　Ｓｏ　（　）＝　（　）　（　－１）ｅ　“　在ＱＰＳＫ处理模块之前加一个差分编码模块，相应的在接收模　＝［　）＋　（　）］　ｌ专（二　　一１）＋ｇ（　一１））一　（Ｑ（　一１）一１（ｋ—１））ｆＩ　块中增加差分解调模块　ＤＱＰＳＫ的差分编码模块利用相邻码元之间载波相位的相　Ｄｏｔ（ｋ）＝Ａ　ｃｏｓ（ａ￣＋　）　斗　对变化来表示实际传输的两位二进制数据信息。一般称差分编　１　１　＝—码之前的原始信号为绝对码，而经过差分编码处理之后的信号　÷　，上　（后）［　（七一１）＋Ｑ（ｋ一１）】＋—、，二　　Ｑ（七）［Ｑ（七一１）一　（七一１）】　称为相对码　。ＤＱＰＳＫ差分编码的第　位双比特相对码的编码　Ｃｒｏｓｓ（ｋ）＝Ａ　ｓｉｎ（Ａ￣＋　）　输出不仅与第＂位双比特绝对码输入有关，还与第ｎ－Ｉ位相对　１　１　码编码输出有关，差分编码的输出共有１６种可能性，见表３Ｌ５】。　Ｑ（　（　）＋Ｑ（　）卜右　）［Ｑ（　一　）一　一　）］　表３差分编码与载波相位差的关系　最后直接根据Ｄｏｔ和Ｃｒｏｓｓ的正负即可判断出当前的双比特绝　双比特蟹　绝对码元　舭　波　对码码元，解调结果判决表如表４所示。　表４输出结果判决表　软件　徐艳梅等：扩频通信芯片ＳＴＥＬ一２０００Ａ的初步改进及其ＦＰＧＡ实现　求解Ｄｏｔ（ｋ）和Ｃｒｏｓｓ（ｋ）的时候，涉及到乘法运算，占用比　较多的ＦＰＧＡ资源，接下来的小节提出一种新的基于查找表　的改进方法　２．２．２改进的查找表方法　由差分编码的原理可知，实际传输的绝对码是隐含在相邻　两对相对码之间的，即差分解调模块的第　位双比特绝对码输　出不仅与第　位双比特相对码输入有关，而且与第ｎ－１位双比　特相对码输入有关。另外，从表３可以看出，　ｅ　和ｅ　的值完全由　图５查找表方法　Ｆｉｇ．５　ｔｈｅ　Ｌｏｏｋ—ｕｐ　Ｔａｂｌｅ　Ｍｅｔｈｏｄ　一　决定。因此，可以考虑使用查找表方式来实现差　一　下来，再和　从图４、图５中可以看出，两种方法的最终解调结果Ｉ＿ｄｅ、　Ｑ—ｄｅ相对于输入信号Ｉ、Ｑ都存在两个ｃｌｋ＿ｓｙｍｂｏｌ周期的时延。　其中一个时钟周期的延迟是由匹配滤波器的相关处理产生的，　另一个时钟周期的延迟是由于在当前ｃｌｋ＿＿ｓｙｍｂｏｌ周期检测到　的最大相关值只能在下一周期才能进行差分解调处理的缘故。　分解调，即将第ｎ一１位双比特相对码元保存ｅ　当前输入的第　位相对码元　．　结合起来，通过查表确定出隐　含的绝对码元ｃ　的值，如表５所示。　表５差分解调真值表　两种方法占用的资源情况如表６所示。可以看出：改进的　查找表方法节省了ＦＰＧＡ资源，尤其是宝贵的乘法器资源。　查找表方法实现的关键是首先要从匹配滤波器输出的相　关峰值　和　中提取出两路要处理的差分信号。　和　和　是８ｂｉｔ有符号数，根据　的符号位可以判定出对　表６资源占用情况　应的差分信号是１还是０。得到两路Ｉｂｉｔ的差分信号以后，就　可以根据真值表５进行差分解调了。　３　ＦＰＧＡ实现及结果分析　使用Ｘｉ］ｉｎｘ的Ｖｉｒｔｅｘ－ＩＩ　ｐｒｏ开发板，对差分解调模块的　两种方法进行测试”　。整个扩频通信系统的输入为周期循环　序列“１０１１０１０１”，串并转换后Ｉ路信号为“１１００”循环序列，对　应的Ｑ路信号为“Ｏｌ１１”循环序列。扩频系统的发送模块和接　收模块在同一个ＦＰＧＡ开发板上实现。系统时钟为１００ＭＨｚ，　数据传输速率为３１．２５Ｋｂｐｓ，扩频通信中使用６４位的ｍ序列　作为ＰＮ码　，其速率为１Ｍｃｈｉｐｓ／ｓ。　通过在线逻辑分析仪Ｃｈｉｐｓ￣ｏｐｅ观察扩频系统中各模块　输出信号并记录实验结果。图４和图５图５中的ｃｌｋ＿＿ｃ￣ｐ是　４结论　本文通过对扩频通信芯片ｓＴＥＬ一２０００Ａ主要功能模块的研　究，对差分解调模块进行了改进，并对匹配滤波器模块使用的幅　值近似公式进行了详细分析。通过在ＦＰＧＡ上实现，验证了改　进后的差分解调模块可以正常工作，并且节省了ＦＰＧＡ资源。　本文中实现的扩频系统是非常理想的，接收端没有使用　ＡＦＣ（自动频率控制）模块对下变频中的ＮＣＯ（数控振荡器）的　输出频率进行控制和调节。如果在实际应用中需要用到ＡＦＣ　模块并且用到点积、叉积时，查找表方法就没有太大的优势了。　参考文献　［１】李果．基于ＦＰＧＡ的扩频通信芯片设计及应用［Ｄ］．武汉：武汉　理工大学，２００８．　［２　ＳＴＥＬ－２０００Ａ　Ｄａｔ２］ａｓｈｅｅｔ［Ｓ】．Ｉｎｔｅ１．Ｄｅｃｅｍｅｂｅｒ　１５，１９９９．　ＰＮ码片时钟信号，ｃｌｋ＿ｂｉｔ为串行输入信号的时钟，而ｃｌ　ｓｙｍｂｏｌ为串并转换后的并行信号的时钟，其周期为ｃｌｋ＿ｂｉｔ时　钟周期的两倍。Ｉ、Ｑ是发送端经过串并转换后的两路输入信　号，Ｉ＿ｃｈａｆｅｎ、Ｑ—ｃｈａｆｅｎ为差分编码信号，Ｉ－ＰＮ和Ｑ　Ｎ是经　ＰＮ码扩频后的信号，ｓｙｍｂｏｌ为定位脉冲，而Ｌｄｅ、Ｑ—ｄｅ是接　【３】魏炳朝，汪春霭，李峰等．扩频接收机中数字匹配器的设计与实现　【Ｊ］．无线电通信技术，２００３，２９（２）：５５－５７．　【４】盖鹏翱，赵笛．ＣＩＣ滤波器的原理及ＦＰＧＡ实现［Ｊ］．无线通信　技术，２００５（４）：５２－５５．　【５】周炯粲，庞沁华，续大我等．通信原理（合订本）【Ｍ】．北京：北京　邮电大学出版社，２００５．　【６　陆涛．基于ＦＰＧＡ实现的扩频通信系统【６］Ｄ】．成都：西南交通大　学，２００３．　‘　【７】谭强，万毅．扩频通信芯片ＳＴＥＬ－２０００Ａ的ＦＰＧＡ实现【Ｊ】．电　子设计工程，２０１０，１８（１１）：１３６－１３９．　收端解调后的双路信号。在两种方法中，Ｉ—ｄｅ、Ｑ—ｄｅ的结果均　为“１０１１０１０１”循环序列。　‘　ｉ。ＪＬ“　＃１’　‘　棚哪棚明舶岫哩　囊　曼　．　：暑　ｉ　哪删舶删■麓哪触—ｌ秘哪期　帅硼嘲硼脚删Ｉ啊啊啊孤豳朋嘲舯嘲哪　６１＿　¨　ｄ１●　ｌ一—［二＝＝　＝＝＝＝ｒ—１——［二二二　＝：＝　—　Ｌ　几册　ｎ　沁ｒｍ瑚』｝厂］銎　：　九ｎ　ｎｎ０广＿１　九ｎｎｎｎ门Ｉ『ｌｒＩｎｎ　ｎ　０ｌ＝１广１　ｎ　ｎ舳ｎｎ　ｎ　ｎｎＩ１ｎｎ呻ｎ　ｎ』　ｎ八脚广１　ｎ几肌ｎ月几肌ｍ九ｍ肌一』＿—ｌ几广　１　ｎ　ｎ朋　广］　【Ｏ　ｎ　６ｎ门ｎ九　Ｊｌ九几ｒＬｒｌｌｌｌ＝ｌｆＬ　广＇八几ｊｌｌ兀』九　ｍ且ｍｌｌｎｎ眦～』＿＿１　厂　Ｏ　【　１　口　【８】章潋，秦会斌．基于ＦＰＧＡ伪随机码发生器的实现［Ｊ】．电子与封　装，２００８，８（２）：４３－４６．　［９】韦惠民．扩频通信技术及应用［Ｍ】．西安：西安电子科技大学出　版社，２００７．　图４　ＳＴＥＬ－２０００Ａ使用的方法　Ｆｉｇ．４　ｔｈｅ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ＳＴＥＬ一２０００Ａ　［１Ｏ】田耘，胡彬，徐文波等．Ｘｆｌｉｎｘ　ＩＳＥ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｓｕｉｔｅ　１０．ｘ　ＦＰＧＡ　开发指南．ＤＳＰ、嵌入式与高速传输篇［Ｍ】．北京：人民邮电出版　社，２００８．　ｌｌ２