多遥测天线集中校准源的设计与应用

，说明m序列发生器的在FPGA中的设计及具体测试环节。

9级m序列的本原多项式为x9+x4+1，为了配合接收机，这里使用了9级m序列本原多项式的逆多项式x9+x5+1.该m序列发生器可产生周期为29-1=511的最长序列。

图2是9级m序列在FPGA中的实现电路。设计中使用了9个DFF（D触发器）前后级联，第5级和第9级的输出经过一个异或门后反馈给最前级的DFF.通过各个DFF的预制端来设置其初始状态，由于移位寄存器进入全"0"状态后输出全为"0"，因此在预置时避免其初始状态为全"0"。为测试方便，这里将各个触发器的预制端上电后置"1"。

图3为位速率10 Mb/s的9级m序列在Altera公司的QuartusⅡ软件中的仿真波形，生成的m序列通过与状态转移得出的m序列码元对比，两组码元完全一致。可得出本方案的可行性。

在实际应用中，将FPGA的m序列输出管脚接至信号发生器的信号输入端，m序列码元在信号发生器中经过FM调制由射频电路中的天线发送出去。接收端的天线将接收的FM信号送入遥测接收机，在接收机中经过解调和位同步后，将数据和接收机中锁相环锁定的时钟同时接至误码测试仪，在误码测试仪中读出误码率，以测定整个链路的误码率，或者通过接收机中的误码测试程序读出误码率。图4给出了误码率测试原理图。

图5为误码测试仪产生m序列在IN-SNEC公司接收机中自带的误码率测试程序的截图。在试验中，使用了9级m序列作为误码率测试的m序列，位速率为10 Mb/s.可以看出，链路状态良好，位同步良好，误码率为1.5×10-4.

图6为FPGA产生m序列在IN-SNEC公司接收机中自带的误码率测试程序的截图。同样使用9级m序列作为误码率测试的m序列，位速率为10Mb/s.从图中可以看出在链路状态一致的情况下，FPGA中m序列发生器可以替代误码测试仪。

在同一链路状态下，对不同速率下的同一m序列及同一速率下的不同m序列进行了测试。测试结果均与误码测试仪测误码率几乎一致。

表1为四种m序列在四种位速率下的误码率测试结果。

从上述的测试中可以看出，FPGA中m序列发生器可完全替代误码测试仪进行遥测链路的误码率测试。

3方案的不足和改进

由于遥测技术逐渐向网络化发展，新型测试设备均支持远程控制，网络的引入不仅优化了整个遥测链路，同时大大节约了人力成本。实际使用中用于测试误码率的伪随机序列发生器置于接收机的远端，需要专人值守，人们希望通过网络远程控制伪随机序列发生器，因此误码测试仪不支持网络控制的弊端就显现出来。针对这种状况，在进一步的m序列发生器的研制中，本文提出了一种支持网络远程控制的遥测链路误码率测试方案：使用可网络控制的FPGA产生m序列进行整个通信链路的误码率测试继而完成遥测天线的校准工作。

图7为网络控制示意图。操作员通过地面控制站中的微机发送网络控制信号（主要包括四种m序列的选择信号和四种典型位速率的控制数据）给FPGA，FPGA识别控制信号后输出特定位速率的特定m序列用于校准使用。

4结论

本文讨论了利用线性反馈移位寄存器结构在FPGA内部简捷、高效地实现m序列发生器的方法。提出了通过网络控制端口，利用微机远程控制FPGA中m序列的码型和进行速率控制，从而实现遥测链路测试的网络化。并将生成的伪随机码用于遥测天线的校准（利用FPGA产生的m序列测试遥测链路的误码率）。从测试可以看出，FPGA中产生的m序列码型正确无误，可以进行多种码型多种速率的误码测试。与传统误码测试相比，本方案具有体积小，功耗小，易于实现等特点，充分发挥了线性反馈移位寄存器结构简单，速度快的特点。

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