GMSK信号具有很好的频谱和功率特性,特别适用于功率受限和信道存在非线性、衰落以及多普勒频移的移动突发通信系统。根据GMSK调制的特点,提出亍一种以FPGA和CMX589A为硬件裁体的GMSK调制器的设计方案,并给出了方案的具体实现,包括系统结构、利用CMX589A实现的高斯滤波器、FPGA实现的调制指数为O.5的FM调制器以及控制器。对系统功能和性能测试结果表明,指标符合设计要求,工作稳定可靠。
本文主要探讨了一种基于FPGA(Field-Programmable Gate Array)和CMX589A集成电路的GMSK(Gaussian Minimum Shift Keying)调制器的设计与实现。GMSK调制技术因其良好的功率频谱特性以及适应性强的优势,在移动通信系统,如GSM、ETS HiperLAN1和GPRS等中被广泛采用。GMSK调制器的设计方案分为ASIC专用芯片实现和基于FPGA/DSP的软件无线电实现两种。前者实现简单但灵活性较低,后者虽然参数可变但设计复杂。
本文提出了一种新型设计,该设计结合了CMX589A芯片和FPGA,具备实现简单、参数可调控且易于软件裁剪的特点。硬件系统主要由三部分组成:单片机控制器及其外围设备,高斯滤波器模块,以及FPGA调制器模块。单片机控制器(如AT89C51)负责系统控制、键盘输入和LCD显示,通过P2口控制高斯滤波器,P3口控制FPGA调制器的中心频率。
高斯滤波器模块使用CMX589A芯片,它可以接受不同的基带码元速率,通过外部晶振频率(25.576 MHz和8.192 MHz)的切换和ClkDivA、ClkDivB引脚的设置来控制。BT值通过BT引脚设定,为0.5或0.3,决定了滤波器的系统带宽。高斯滤波后的基带信号通过TxOut引脚输出。
调制器模块则由FPGA(如EPlC6Q240C8)配合A/D、D/A转换器实现。FPGA提供A/D转换时钟,通过P3口控制4种中心频率(20 kHz,200 kHz,2 MHz,20 MHz)的调制器。A/D转换器TLC5510和D/A转换器THS5651A用于高速数据转换,系统时钟为20 MHz,D/A转换时钟也为20 MHz,而A/D转换时钟为1 MHz。
整个系统在FPGA的控制下,根据用户通过键盘输入的参数(如码元速率、高斯滤波器参数、BT值和载波频率)进行调制。测试结果显示,该系统功能完整,性能稳定,符合设计要求,适用于CDPD、无中心站等多种通信系统,具有很高的实用价值。该设计方法不仅简化了硬件实现,还提供了更高的灵活性,为GMSK调制技术在实际应用中的优化提供了新的思路。