歡迎關(guān)注BUG記錄知乎專欄和BUG記錄公眾號(hào)，關(guān)注BUG記錄公眾號(hào)回復(fù)101獲取本文使用的Simulink仿真文件

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由于最近研究某個(gè)高速接口沒什么實(shí)質(zhì)性的突破，實(shí)在寫不出太好的東西，所以就寫點(diǎn)更為基礎(chǔ)的東西分享給大家，順帶著自己也回憶回憶，防止自己西瓜也沒撿到，芝麻也丟了。

這個(gè)系列是以前通信原理課程的課設(shè)，通過實(shí)現(xiàn)BPSK可以學(xué)習(xí)到Simulink的使用仿真，m序列的verilog實(shí)現(xiàn)，Vivado/Xilinx的IP核調(diào)用，數(shù)據(jù)截位，查看數(shù)據(jù)波形等。

本次文章記錄的是BPSK的Simulink實(shí)現(xiàn)，會(huì)重點(diǎn)介紹幾個(gè)Simulink模塊的作用。

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相移鍵控（BPSK）主要是利用載波的相位變化傳遞數(shù)字信息，傳遞過程中振幅和頻率保持不變。通常使用初始相位0和pi分別表示二進(jìn)制的“0”和“1”；

相位變化 圖1

基帶信號(hào)示意圖

從《通信原理》關(guān)于BPSK的講解中可以知道，BPSK的調(diào)制方式有模擬調(diào)制方法和鍵控法；我們選擇模擬調(diào)制，并使用Simulink做仿真，框圖如下：

接下來對(duì)各個(gè)主要模塊的講解：

Random Integer

偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，可以通過Set size限定隨機(jī)數(shù)的上限，下限為0；偽隨機(jī)數(shù)不是真的隨機(jī)數(shù)，具有很長(zhǎng)的周期，它的周期跟Initial seed有關(guān)；Sample time控制輸出數(shù)據(jù)的周期；

產(chǎn)生的偽隨機(jī)信號(hào)

這個(gè)模塊作用是產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)序列，在FPGA中將使用m序列模塊實(shí)現(xiàn)其功能；

2. 符號(hào)映射模塊

這個(gè)模塊在Random Integer后3個(gè)小模塊，偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器輸出的0,1經(jīng)過減0.5后成為-0.5,0.5，乘2之后為-1，1；

也就是0 映射到-1,1映射到1；

這么做的原因是為了簡(jiǎn)化BPSK的過程，

由上面這個(gè)公式可以知道，當(dāng)需要發(fā)送初始相位π時(shí)，只需要將cos(wt)乘以-1；這里我們假設(shè)的是發(fā)送“0”時(shí)初始相位為π，發(fā)送1時(shí)初始相位為0，如果想要保持與上圖1一樣的初始相位，可以使用乘以-2代替乘以2，實(shí)現(xiàn)0 映射到1,1映射到-1；

符號(hào)映射之后的基帶信號(hào)

注意當(dāng)產(chǎn)生QPSK等信號(hào)時(shí)，就不能采用這種方法，需要使用到IQ兩路信號(hào)產(chǎn)生基帶信號(hào)。

3. 升采樣及基帶濾波模塊

Simulink的例子中，偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器的符號(hào)速率為1Mbps，經(jīng)過Zero-Order Hold模塊將前面模塊產(chǎn)生的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，采樣率為50MHz；

由于偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器及符號(hào)映射模塊產(chǎn)生的信號(hào)為-1和1，產(chǎn)生信號(hào)是矩形信號(hào)，而根據(jù)傅里葉變換的知識(shí)可以知道，矩形信號(hào)的頻譜是基波加上一系列奇次諧波，為了減小基帶信號(hào)的信號(hào)帶寬，我們需要使用低通濾波器盡量濾去諧波分量，保留矩形信號(hào)的基波；

FIR濾波后的基帶信號(hào)

FIR設(shè)置界面

Digital Filter Design設(shè)置界面很簡(jiǎn)單，勾選Lowpass，選擇FIR，選擇階數(shù)128，窗函數(shù)選擇Blackman，截止頻率與采樣率之比為2:50；數(shù)字濾波器采樣率和截止頻率的單位不重要，兩者之間的比率較為重要；而例子中此時(shí)信號(hào)為50MHz，所以截止頻率為2MHz；

這個(gè)模塊在FPGA中將使用相應(yīng)的IP核實(shí)現(xiàn)功能；

4.上變頻模塊

因?yàn)榛鶐盘?hào)的頻率較低，實(shí)際應(yīng)用中考慮到天線長(zhǎng)度，信號(hào)頻譜利用等原因，需要使用上變頻將信號(hào)搬移到較高頻率，我們?cè)诜抡孢^程中將基帶信號(hào)搬移到10MHz，這就需要將基帶信號(hào)與10MHz的正弦波相乘；

Sine Wave設(shè)置

Sine Wave模塊的設(shè)置較為簡(jiǎn)單，設(shè)置好幅度Amplitude，頻率Frequency，初始相位Phase和采樣率Sample time后；通過Product模塊將其與基帶信號(hào)相乘，輸出就是BPSK的仿真信號(hào)；

這個(gè)模塊在FPGA中將使用相應(yīng)的IP核實(shí)現(xiàn)功能；

5. 輸出結(jié)果

射頻頻譜圖

信號(hào)眼圖

通過偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器，符號(hào)映射，FIR濾波，上變頻模塊后，一個(gè)完整的BPSK信號(hào)產(chǎn)生了；

雖然這整個(gè)仿真過程可能不夠嚴(yán)謹(jǐn)，但我們的重心在于verilog實(shí)現(xiàn)，接下來會(huì)依次講到相應(yīng)模塊的verilog實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)過程中我回憶和鞏固自己所學(xué)的知識(shí)，歡迎大家關(guān)注。

如果對(duì)這個(gè)Simulink有更好的改進(jìn)方法方案可以留言一起談?wù)?#xff0c;歡迎大家點(diǎn)贊收藏留言討論交流。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的simulink中mask设置_（实现BPSK学习Verilog）1. Simulink仿真实现的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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