发布时间 : 星期一 文章FPGA课程设计 二进制相位键控(PSK)调制器与解调器设计(DOC)更新完毕开始阅读842d7330dcccda38376baf1ffc4ffe473368fd0e
武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计报告
2.2.2 2CPSK的解调
FPGA CLK START 调制信号 计数器q 判决 基带信号 图2.3 2CPSK解调框图
CPSK解调器的结构图如图2.3所示，计数器q输出与发射端同步的0相数字载波；将计数器输出的0相载波与数字CPSK信号中的载波进行与运算，当两比较信号在判决时刻都为1时，输出为1，否则输出为0，从而实现解调。在计数器q=0时，根据调制信号此时的电平高低，来进行判决。
2.3 2DPSK的调制与解调原理
相对调相（相对移相），即DPSK，也称为差分调相，这种方式用载波相位的相对变化来传送数字信号，即利用前后码之间载波相位的变化表示数字基带信号的。所谓相位变化又有向量差和相位差两种定义方法。向量差是指前一码元的终相位与本码元初相位比较，是否发生相位变化。而相位差是指前后两码元的初相位是否发生了变化。对同一个基带信号，按向量差和相位差画出的DPSK波形是不同的。
例如在相位差法中，在绝对码出现“1”码时，DPSK的载波初相位即前后两码元的初相位相对改变π。出现“0”码时，DPSK的载波相位即前后两码元的初相位相对不变。
在向量差法中，在绝对码出现“1”码时，DPSK的载波初相位相对前一码元的终相位改变π。出现“0”码时，DPSK的载波初相位相对前一码元的终相位连续不变。在画DPSK波形时，第一个码元波形的相位可任意假设。
2.3.1 2DPSK的调制
1.相对移相信号（DPSK）的产生
相对移相信号（DPSK）是通过码变换加 CPSK调制产生，其产生原理如下图所示。
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这种方法是把原基带信号经过绝对码—相对码变换后，用相对码进行CPSK调制，其输出便是DPSK信号，即相对调相可以用绝对码一相对码变换加上绝对调相来实现。
基带信号 ak 绝对码-相对码变换
CPSK 调 制 DPSK信号 图2.4 DPSK调制原理图
2.绝对码一相对码变换关系
若假设绝对调相按“1”码同相，“0”码π相的规律调制；而相对调相按“1”码相位变化（移相π），“0”码相位不变规律调制。按此规定，绝对码记为aK，相对码记为bK，绝对码一相对码变换电路如下图所示
图2.5 绝对码一相对码变换电路图
绝对码一相对码之间的关系为
bk?ak?bk?1
根据上述关系，绝对码与相对码（差分码）可以相互转换。bk?ak?bk?1
图2.6 图（a）（b）分别为绝对码变为相对码的电路及波形
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图2.7 图（a），（b）分别为相对码变为绝对码的电路及波形
图2.8 产生DPSK信号电路框图
DPSK信号的产生，先需将绝对码变换为相对码，然后用相对码对载波进行绝对调相，即可得到相对码调相（DPSK）信号。
所介绍的绝对调相器均可产生DPSK信号，只需将绝对码变为相对码即可。
FPGA clk start 计数器 CPSK调制 相对码 异或 绝对码 寄存器 CPSK调制 调制信号 图2.8 2DPSK调制框图
DPSK调制器的结构图如图2.8所示，CPSK调制器、计数器、异或门和寄存器共同完成绝对码到相对码的变换功能。
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2.3.2 2DPSK的解调
DPSK信号的解调方法有两种：（1）极性比较法（又称同步解调或相干解调）（2）相位比较法（是一种非相干解调）。 1、极性比较法
在极性比较法电路中，输入的DPSK信号经带通后加到乘法器，乘法器将输入信号与载波极性比较。经极性比较法电路解调，还原的是相对码。要得到原基带信号，必须经相对码一绝对码变换器，由相对码还原成绝对码，得到原绝对码基带信号。
DPSK解调器由三部分组成，乘法器和载波提取电路实际上就是相干检测器。后面的相对码（差分码）—绝对码的变换电路，即相对码（差分码）译码器，其余部分完成低通判决任务。 2、相位比较法
uDPSK(t) + 带 通 滤波器 ?n(t) T B 低通 取判 图2.9 DPSK相位比较法解调器原理框图
DPSK相位比较法解调器原理框图及其相应的波形图如上图示。
其基本原理是将接收到的前后码元所对应的调相波进行相位比较，它是以前一码元的载波相位作为后一码元的参考相位，所以称为相位比较法或称为差分检测法。
该电路与极性比较法不同之处在于乘法器中与信号相乘的不是载波，而是前一码元的信号，该信号相位随机且有噪声，它的性能低于极性比较法的性能。
输入的uDPSK信号一路直接加到乘法器，另一路经延迟线延迟一个码元的时间TB后，加到乘法器作为相干载波。若不考虑噪声影响，设前一码元载波的相位为?1，后一码元载波的相位为?2，则乘法器的输出为
1cos(?ct??1)?cos(?ct??2)?[cos(?1??2)?cos(2?ct??1??2)]2
经低通滤波器滤除高频项，输出为
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