1 引言
软件无线电SDR(Software Defined Radio)是构造具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,将诸如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等功能采用软件完成,并使宽带A/D转换器和D/A转换器尽可能靠近天线,使用可升级、可重新配置的应用软件实现无线电台各种功能,研制出高度灵活、开放的新一代无线通信系统。坐标旋转数值计算CORDIC(Coordinate Rotation Digital Compute)算法是通过一系列逐次递减的、与运算基数相关角度的往复偏摆来逼近最终所需达到的旋转角度,该算法能够兼顾精度、速度和硬件复杂度,而无需占用大量芯片资
【基于SoPC和CORDIC算法的通用调制解调器】是一种先进的无线通信技术,它利用软件无线电(Software Defined Radio, SDR)的概念,构建了一个开放、标准化且模块化的硬件平台。SDR允许通过软件来定义和实现各种通信功能,如工作频段的选择、调制解调方式、数据格式、加密模式以及通信协议等。关键在于,SDR将宽带A/D和D/A转换器放置在接近天线的位置,以实现更加灵活和可配置的无线通信系统。
CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法在此扮演了重要角色。这是一种高效的数值计算方法,通过一系列递减的角度旋转来逼近目标旋转,无需复杂的乘法器操作,从而降低了硬件复杂度和资源需求。CORDIC算法的这一特性使其在硬件实现调制解调器时,能同时满足高速度、高精度和低功耗的需求。
调制解调器的设计通常需要应对幅度调制(AM)、相位调制(PM)和频率调制(FM)等多种模式。在基于SoPC(System on a Programmable Chip)的通用调制解调器中,CORDIC算法被应用于坐标变换,能够实现调制和解调的功能。例如,在幅度调制中,信号幅度直接连接到CORDIC的半径输入;而在频率调制或相位调制中,可以通过调整相位信号来实现调制。解调过程则包括从数字下变频后的I和Q信号中提取幅度和相位信息,进而计算出频率信息,最终恢复出原始的信息比特流。
解调器的硬件结构通常包括多个CORDIC模块、FIFO(先进先出)存储器和RISC CPU。例如,一个典型的基于SoPC的通用解调器可能包含两个CORDIC模块分别用于频偏补偿和相位校正,以及两个RISC CPU分别负责符号判断和参数估计。这些组件通过HDL(硬件描述语言)编程并集成在可编程的FPGA(Field-Programmable Gate Array)上,实现整个系统的高效运行。
基于SoPC和CORDIC算法的通用调制解调器结合了软件无线电的灵活性和CORDIC算法的高效性,为无线通信系统提供了一种高性价比的解决方案,能够适应不断变化的通信需求和标准,适用于各种应用场景。