基于COPcDIC算法的改进型数字信号解调

作者：聂 吴

来源：《科技视界》 2012年第29期

聂 昊

(中国人民解放军空军第一航空学院 河南 信阳 464000)

【摘 要】软件无线电信号处理中，信号的解调处理直接影响通信质量，本文提出了一种应用CORDIC(coordinate rotation digital compute，坐标旋转数值计算)算法的数控振荡器，通过仿真证明了该方法可以有效的提高效果，具有较高的应用价值。

【关键词】软件无线电；CORDIC算法；解调

０ 引言

软件无线电是近年现代通信技术的一个重要研究领域，其基本思想是：将宽带A／D变换尽可能的靠近射频天线，即尽可能早地将接收到的模拟信号数字化，最大程度的通过软件来实现电台的各种功能。通过运行不同的算法，软件无线电可以事实的配置信号波形，是其能够提供各种语言编码、新星导调职、载波频率、加密算法等无线电通信业务。在数字通信系统中，由于基带信号不适合在无线信道中传输，所以在远距离通信和无线移动通信系统中，通常要先采用数字调制技术把基带信号变换成频带信号，然后再进行传输，在接收端，要把频带信号解调成数字基带信号再进行基带处理，所以调制解调的质量直接影响了通信的质量。

1 一般数字信号解调

图1表示了信号数字化解调的一般实现框图：

2 CORDIC算法及其应用在信号解调中

CORDIC算法可以作为正余弦函数发生器应用于数控振荡器NCO中，在电路实现时无需乘法器，以移位和加（减）法运算代替，此算法是Volder在1959年开发出来的，这种基于移位和相加方式的高效硬件处理算法非常适合在FPGA中应用。

CORDIC算法有三种迭代模式：三角运算、双曲运算和线性运算，可以统一于一个表达式，下面简要地介绍一下CORDIC算法的基本数学思想。如图3所示，

向量(x1，y1)逆时针旋转θ角度得到向量(x2，y2)，这个关系可以用矩阵表示：

经过n次迭代，z(n)趋近于零，迭代次数n由所期望的精度决定，CORDIC是位递归算法，即每完成一次迭代增加结果的精度大约一位，迭代次数n越大，精度越高。

3 计算机仿真

设输入频率为f=20MHz，A／D为理想状况，抽样频率为65MHz的谐波音频信号，二进制量化位数14，CORDIC算法为迭代次数分别是8，13，14，15次，用MATLAB仿真，显示了输出二进制量化位数bit，迭代次数n与输出信噪比SNR，即调制效果的关系。可见bit和n的值越大，SNR值就越大，数字信号处理运算精度也就越高。

4 小结

文中介绍了CORDIC算法的原理，及其在软件无线电中的应用。将这种迭代算法应用在数控振荡器(NCO)硬件结构中，省去了乘法器，仅用加(减)法器，移位寄存器实现，提高了资源的利用率。用CORDIC算法产生正弦和余弦值能很好的兼顾速度、精度、简单性和高效性这几个方面，具有较好的应用前景。

【参考文献】

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［７］李滔，韩月秋．基于流水线CORDIC算法的三角函数发生器[J]．电子技术应用，1999(6)：52-53．

［责任编辑：汤静］