[发明专利]一种机载测控终端的2CPFSK调制系统及方法

摘要

本发明涉及一种机载测控终端的2CPFSK调制系统及方法，特别涉及一种基于FPGA‑DDS技术的机载测控终端2CPFSK调制参数可设实现方法，应用于无人机等航天器遥测系统，完成遥测基带数据流的2CPFSK调制，属于无人机通信技术领域。本发明的系统采用频率控制字的方式实现2CPFSK的数字化调制以满足不同调制参数的要求，对于调制参数的更改，设计方便，通用性好，提高的调制模块的可移植性。此外，本发明充分利用了FPGA中查找表资源，存储相位对应波形，实现调制过程中不同相位的快速查找，提高运行速率。

主权项

1.一种机载测控终端的2CPFSK调制系统，其特征在于：该系统包括两个相位累加模块、一个相位调整模块、三个DDS模块、一个系统时钟模块和一个DA转换器；

所述的两个相位累加模块分别为第一相位累加模块和第二相位累加模块；

所述的三个DDS模块分别为第一DDS模块、第二DDS模块和第三DDS模块；

所述的系统时钟模块为相位累加模块、相位调整模块以及DDS模块提供时钟驱动；

所述的第一相位累加模块用于接收调制指数、基带数据和基带时钟，并对接收到的调制指数、基带数据和基带时钟进行相位累加，输出瞬时相位控制字至第一DDS模块；

所述的第一DDS模块用于接收第一相位累加模块输出的瞬时相位控制字，并对接收到的瞬时相位控制字进行正余弦信号的查表，输出瞬时相位控制字的正余弦信号，标记为lvbo_sin和lvbo_cos；

所述的相位调整模块用于接收调制指数、基带数据和基带时钟，并对接收到的调制指数、基带数据和基带时钟进行相位累加，输出累加相位控制字至第二DDS模块；

所述的第二DDS模块用于接收相位调整模块输出的累加相位控制字，并对接收到的累加相位控制字进行正余弦信号的查表，输出累加相位控制字的正余弦信号，标记为sita_sin和sita_cos；

所述的第二相位累加模块用于中频频率控制字，并对接收到的输出中频相位控制字至第三DDS模块；

所述的第三DDS模块用于接收第二相位累加模块输出的中频相位控制字，并对接收到的中频相位控制字进行正余弦信号的查表，输出中频相位控制字的正余弦信号，标记为fc_sin和fc_cos；

所述的第一DDS模块输出的正余弦信号、所述的第二DDS模块输出的正余弦信号以及所述的第三DDS模块输出的正余弦信号进行数学运算后输出中频I路数据和中频Q路数据给DA转换器；

所述的DA转换器对接收到的中频I路数据和中频Q路数据进行数模转换后输出中频2CPFSK数据流，中频2CPFSK数据流用于无人机的测控通信。

2.根据权利要求1所述的一种机载测控终端的2CPFSK调制系统，其特征在于：所述的DDS模块的频率控制字位数N由DDS模块的频率分辨率决定，其中，Δf为DDS模块的频率分辨率，f_s为系统时钟频率。

3.根据权利要求1所述的一种机载测控终端的2CPFSK调制系统，其特征在于：所述的DDS模块的地址位宽X决定了DDS模块的相位分辨率，其中，为DDS模块的相位分辨率。

4.根据权利要求1所述的一种机载测控终端的2CPFSK调制系统，其特征在于：所述的第一相位累加模块中对接收到的调制指数、基带数据和基带时钟进行相位累加的方法即瞬时相位控制字FreqWord为：

其中h为调制指数，Rb为基带数据码率，fs为系统时钟频率，N为DDS频率控制字位数。

5.根据权利要求1所述的一种机载测控终端的2CPFSK调制系统，其特征在于：所述的相位调整模块中对调制指数、基带数据和基带时钟进行相位累加的方法即累加相位控制字θ_k为：

θ_k＝θ_k‑1+h×π×a_k‑1

其中θ_k为当前码元周期下累积相位控制字，θ_k‑1为前一码元周期的累积相位控制字，a_k‑1为前一时刻数据码元。

6.根据权利要求1所述的一种机载测控终端的2CPFSK调制系统，其特征在于：所述的第二相位累加模块对中频频率控制字进行相位累加的方法，即中频相位控制字FcWord为：

其中，f_c为中频频率。

7.根据权利要求1所述的一种机载测控终端的2CPFSK调制系统，其特征在于：中频I路数据I和中频Q路数据Q的由下式得到：

I＝I_base*fc_cos

Q＝Q_base*fc_sin

其中，基带I路I_base和基带Q路Q_base由下式得到：

I_base＝sita_cos*lvbo_cos‑sita_sin*lvbo_sin

Q_base＝sita_sin*lvbo_cos+sita_cos*lvbo_sin。

8.一种机载测控终端的2CPFSK调制方法，其特征在于该方法的步骤包括：

(1)将调制指数、基带数据和基带时钟输入给第一相位累加模块和相位调整模块，第一相位累加模块对接收到的调制指数、基带数据和基带时钟进行相位累加后输出瞬时相位控制字至第一DDS模块；相位调整模块对接收到的调制指数、基带数据和基带时钟进行相位累加，输出累加相位控制字至第二DDS模块；

(2)将中频频率控制字输入给第二相位累加模块，第二相位累加模块对接收到的中频频率控制字进行相位累加，输出中频相位控制字至第三DDS模块；

(3)第一DDS模块对接收到的瞬时相位控制字进行正余弦信号的查表，输出瞬时相位控制字的正余弦信号(即为lvbo_sin和lvbo_cos)；第二DDS模块对接收到的累加相位控制字进行正余弦信号的查表，输出累加相位控制字的正余弦信号(即为sita_sin和sita_cos)；第三DDS模块对接收到的中频相位控制字进行正余弦信号的查表，输出中频相位控制字的正余弦信号(即为fc_sin和fc_cos)；

(4)对第一DDS模块输出的正余弦信号、第二DDS模块输