GPS系統TMBOC調制的FPGA實(shí)現

從圖2可以看出，由于疊加BOC(6，1)頻譜成分，TMBOC的功率譜與BOC(1，1)相比，在±6 MHz和±18 MHz附近出現小主峰。凸出的地方是BOC(6，1)主瓣的地方。如提高BOC(6，1)所占的功率比，則凸出的小主峰的峰值也隨之變大。由于MBOC通過(guò)在BOC(1，1)的頻譜上增加少部分的高頻分量，從而獲得更窄的自相關(guān)峰曲線(xiàn)，提高偽碼跟蹤精度，且在一定程度上緩解了多徑干擾。

2 用FPGA實(shí)現TMBOC調制
2．1 基帶TMBOC信號的產(chǎn)生
FPGA(Field Programmable Gate Array邏輯電路具有編程靈活、易修改、速度快、性能穩定可靠、設計開(kāi)發(fā)周期短、設計制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應用于通信、數據處理、網(wǎng)絡(luò )、芯片設計、軍事和航空航天等眾多領(lǐng)域。設計使用Xilinx公司的ISE10．1集成開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行設計，用ModelSim6．5進(jìn)行硬件仿真，使用VHDL語(yǔ)言實(shí)現系統硬件設計。

圖3為T(mén)MBOC基帶信號調制方框圖。其中clk為外部晶振提供的122．76 MHz時(shí)鐘信號，經(jīng)過(guò)分頻電路產(chǎn)生12．276 MHz的副載波生成時(shí)鐘、2．046 MHz的副載波生成時(shí)鐘和1．023MHz的擴頻碼時(shí)鐘，這些時(shí)鐘具有相同的起始點(diǎn)。數據信號和產(chǎn)生的擴頻碼進(jìn)行擴頻得到擴頻信號，擴頻信號再與副載波產(chǎn)生器產(chǎn)生的1．023MHz方波副載波進(jìn)行調制得到數據通道的基帶信號。碼片選擇器對副載波產(chǎn)生器產(chǎn)生的6．138MHz副載波和1．023MHz副載波進(jìn)行選擇，得到時(shí)分副載波信號，把時(shí)分耐載波信號與另一擴頻序列產(chǎn)生器產(chǎn)生的擴頻信號進(jìn)行調制就得到導頻通道的基帶信號。把兩路的基帶信號進(jìn)行合路得到TMBOC基帶信號?；鶐д{制中需要對數據通道副載波和導頻通道副載波分別乘以系數。
下面對調制過(guò)程的主要模塊進(jìn)行介紹：
(1)擴頻序列產(chǎn)生模塊。擴頻序列產(chǎn)生器用來(lái)產(chǎn)生導數據通道和導頻通道的擴頻碼。TMBOC調制的擴頻碼主要使用m序列，由一10級反饋移位器構成，生成碼片長(cháng)度為1 023。
(2)副載波產(chǎn)生模塊。數據通道使用單一BOC(1，1)的副載波作為副載波，而導頻通道使用BOC(1，1)副載波和BOC(6，1)副載波混合混合生成的副載波。導頻通道副載波由碼片選擇器控制產(chǎn)生。碼片選擇器的原理是產(chǎn)生一周期為33個(gè)時(shí)鐘周期的信號選擇序列，在第1、5、7和30時(shí)鐘周期取高電平，其他時(shí)鐘周期取低電平。把信號選擇序列和其反相序列分別與BOC(6，1)和BOC(1，1)副載波相乘(與運算)，得到的兩路信號再相加(或運算)，這樣就生產(chǎn)導頻支路的副載波。導頻通道副載波生成仿真波形如圖4所示。

把數據通道副載波和導頻通道副載波分別乘以系數后與擴頻信號進(jìn)行調制，再合并得到TMBOC調制基帶信號。由于系數為小數，在FPGA實(shí)現上要進(jìn)行定點(diǎn)運算，其需要對系數進(jìn)行量化操作。