高阶累积量调制识别改进算法的FPGA实现

时间:2011-01-17来源:网络

1.3 仿真结果
文中采用高阶累积量的改进方法,对算法识别性能做蒙特卡洛仿真。给阈值t0,t1,t2,t3,t4设置合适的值后,再将1 000次独立实验得到的仿真结果取平均。在每次试验中,设置信号的载波频率为12 kHz,码元速率为1 200 b/s,其中4FSK,8FSK的频偏分别为1.5 kHz,3.5 kHz,码元个数为200。图2为原算法仿真结果,图3为本文算法的仿真结果。
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对图2和图3进行比较,可以看出本文算法的识别效果有了显著提高。在信噪比为2 dB时,本文算法对16QAM信号和4PSK信号识别率达到100%,而原算法几乎不能识别16QAM信号;在信噪比为4 dB时,对2ASK,4ASK信号的识别率分别为93%,100%。在信噪比为8 dB时,所有信号的识别率都可以达到90%以上,原算法有的信号识别率低于90%。比较后可知,在低信噪比环境下本文的算法对2ASK,4ASK,4PSK,16QAM信号的识别率有了显著提高。

2 算法的System Generator设计
目前,FPGA芯片已成为数字信号处理系统的核心器件。由于DSP设计者通常对C语言或Matlab工具很熟悉,却不了解硬件描述语言VHDL,使得FPGA并未在数字信号处理领域获得广泛应用。System Generator在很多方面扩展了MathWorks公司的Simulink平台,提供了适合硬件设计的数字信号处理建模环境,加速、简化了FPGA的DSP系统级硬件设计。通过Simulink的设计,System Generator即可自动完成硬件比特流的产生,从而高效的实现FPGA设计。
在FPGA调试和开发过程中,采用Xilinx公司的系统级建模工具System Generator构建信号调制识别的算法模块,开发板选用Virtex-4。算法模块主要由信号产生模块,信号参数提取模块和信号判决模块构成。
2.1 调制信号的产生
在System Generator设计过程中,各种调制信号是利用Matlab语言编程提供的,并叠加上已知信噪比的高斯白噪声。文中测试了2ASK,4ASK,4PSK,16QAM,4FSK和8FSK信号的识别率。
2.2 微分前参数提取模块
提取特征参数Fe1,Fe2,T4的模块,如图4所示。其中,signal是信号源,DDS,FIR,DowSamp共同实现复基带信号的同向分量和正交分量的提取,calculatmodule是计算Fe1,Fe2,T4三个特征参数的模块,且这三个特征参数的结果分别由三个示波器输出。
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关键词: FPGA 高阶累积量 调制识别 改进算法

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