BPSKQPSK調(diào)制與解調(diào)DSP實(shí)現(xiàn)

1、數(shù)字調(diào)制解調(diào)的DSP實(shí)現(xiàn)BPSK、QPSK調(diào)制解調(diào)仿真1 系統(tǒng)的工作原理1.1 BPSK調(diào)制解調(diào)原理在PSK調(diào)制時(shí)，載波的相位隨調(diào)制信號(hào)狀態(tài)不同而改變。如果兩個(gè)頻率相同的載波同時(shí)開始振蕩，這兩個(gè)頻率同時(shí)達(dá)到正最大值，同時(shí)達(dá)到零值，同時(shí)達(dá)到負(fù)最大值，此時(shí)它們就處于“同相”狀態(tài)；如果一個(gè)達(dá)到正最大值時(shí)，另一個(gè)達(dá)到負(fù)最大值，則稱為“反相”。一般把信號(hào)振蕩一次（一周）作為360度。如果一個(gè)波比另一個(gè)波相差半個(gè)周期，我們說兩個(gè)波的相位差180度，也就是反相。當(dāng)傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)，“1”碼控制發(fā)0度相位，“0”碼控制發(fā)180度相位。載波相位只有0和兩種取值，分別對(duì)應(yīng)于調(diào)制信號(hào)的“0”和“1”。傳“1“信號(hào)時(shí)，

2、發(fā)起始相位為的載波；當(dāng)傳“0”信號(hào)時(shí)，發(fā)起始相位為0的載波。由“0”和“1”表示的二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)通過電平轉(zhuǎn)換后，變成由“1”和“1”表示的雙極性NRZ（不歸零）信號(hào)，然后與載波相乘，即可形成2PSK信號(hào)。用開關(guān)電路去選擇相位相差p 的同頻載波(如圖1-1)產(chǎn)生。圖 11BPSK解調(diào)必須采用相干接收法（如圖1-2）。圖 121.2 QPSK調(diào)制解調(diào)原理正交相移鍵控（Quadrature Phase Shift Keyin，QPSK）是一種數(shù)字調(diào)制方式。它分為絕對(duì)相移和相對(duì)相移兩種。由于絕對(duì)相移方式存在相位模糊問題，所以在實(shí)際中主要采用相對(duì)移相方式DQPSK。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無線通信中，成為現(xiàn)代

3、通信中一種十分重要的調(diào)制解調(diào)方式。在四相絕對(duì)相移鍵控是利用載波的四種不同相位來表征數(shù)字信息的。由于每一種載波相位代表兩個(gè)比特信息，故每個(gè)四進(jìn)制碼元又被稱為雙比特碼元。雙比特碼元中的兩個(gè)信息比特通常是按格雷碼（即反射碼）排列的。圖1-3(a)表示A方式時(shí)QPSK信號(hào)的矢量圖，圖(b)表示B方式時(shí)QPSK信號(hào)的矢量圖。圖 13 QPSK信號(hào)的矢量圖QPSK信號(hào)常用的產(chǎn)生方法有三種：正交調(diào)制法、相位選擇法及脈沖插入法。1）正交調(diào)制法發(fā)送端采用正交調(diào)制法的方框圖如圖1-4所示，圖 14 QPSK調(diào)制系統(tǒng)方框圖（正交法）2）相位選擇法圖 15相位選擇法的方框圖3）脈沖插入法圖 16插入脈沖法產(chǎn)生QPSK

4、信號(hào)原理方框圖QPSK信號(hào)的相干解調(diào)圖 17 QPSK信號(hào)的相干解調(diào)方框圖QPSK同2PSK一樣，在接收機(jī)解調(diào)時(shí)，由于相干載波相位的不確定性，使得解調(diào)后的輸出信號(hào)不確定。為了克服這種缺點(diǎn)，在實(shí)際通信中通常采用QDPSK系統(tǒng)。2 BPSK和QPSK的數(shù)學(xué)模型2.1 BPSK信號(hào)模型BPSK信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 其中 若在某一碼元持續(xù)時(shí)間T內(nèi)觀察是，式（1.1）可以簡(jiǎn)寫為： BPSK信號(hào)也相當(dāng)于用矩形雙極性不歸零基帶信號(hào)與載波信號(hào)相乘，故也可表示成： 2.2 QPSK信號(hào)模型BPSK信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 式中 常見的 有兩種形式（見下表）：雙比特碼元載波相位ABAB0005/410/27/411/

5、4013/23/43 仿真結(jié)果1、BPSK仿真結(jié)果：BPSK調(diào)制解調(diào)過程星座圖2、QPSK仿真結(jié)果BPSK調(diào)制過程4 仿真代碼BPSK代碼：1. main.cextern void qpsk(); void filter(float *b,float *a,float *s,int N_b,int N_s);#include "C54MATH.H"DATA x256;DATA y256; /正弦信號(hào)DATA Pulse256; /被調(diào)信號(hào)DATA PskSignal256; /BPSK調(diào)制信號(hào)DATA PskSignal01256; /BPSK調(diào)制信號(hào)DATA RecMeg

6、256;DATA RecSig256;#define N 256void main() int i,j; for(i=0;i<N;i+)/產(chǎn)生一個(gè)500Hz的正弦信號(hào)作為調(diào)制信號(hào) xi=i*0x1000; sine( x, y, N ); for(i=0;i<N;i+)/產(chǎn)生一個(gè)被調(diào)信號(hào)(用-1，1分別表示被調(diào)信號(hào)的兩種狀態(tài)) j=i/32; switch (j%2) case 0: Pulsei=-1; break; case 1: Pulsei=1; break; /調(diào)用匯編函數(shù)bpsk bpsk(); for(i=0;i<N;i+) PskSignal01i=PskSi

7、gnali*yi+4;if(PskSignal01i>0)RecMegi=1;else if(PskSignal01i<0)RecMegi=-1;RecSigi=(RecMegi+1)/2; for(;); 2. psk_asm.asm .title"psk_asm.asm" .global _qpsk ;定義為全局變量，提供給C調(diào)用 .global _y ;C程序變量 .global _Pulse ;C程序變量 .global _PskSignal ;C程序變量 .mmregs .text_qpsk: rsbx CPL stm #8-1,AR2 ;循環(huán)變量 2

8、56/32=8 stm #_y, AR4 stm #_Pulse, AR3 stm #_PskSignal, AR5 loop: ld *AR3, A bc phase0, AEQ ;若為0狀態(tài)信號(hào)，則相移0 sub #1, A addm #4, AR4 bc phase1, AEQ ;若為1狀態(tài)信號(hào)，則相移pi pskend: addm #32, AR3 banz loop, *AR2- ret phase0: rpt #32-1 mvdd *AR4+, *AR5+ b pskend phase1: rpt #32-1 mvdd *AR4+, *AR5+ addm #-36,AR4 b ps

9、kend phase2: rpt #32-1 mvdd *AR4+, *AR5+ addm #-40,AR4 b pskend phase3: rpt #32-1 mvdd *AR4+, *AR5+ addm #-44, AR4 b pskend .end 3. bpsk.cmd -c -l rts.lib-l c54math.lib-stack 0x200-heap 0x200MEMORY PAGE 0: INT_PM_DRAM: origin = 0080h, length = 1000h PAGE 1: INT_DM_1: origin = 1080h, length = 01000h

10、SECTIONS .text : > INT_PM_DRAM PAGE 0 .cinit : > INT_PM_DRAM PAGE 0 .switch : > INT_PM_DRAM PAGE 0 .data : > INT_DM_1 PAGE 1 .stack : > INT_DM_1 PAGE 1 .bss : > INT_DM_1 PAGE 1 .sysmem : > INT_DM_1 PAGE 1 .const : > INT_DM_1 PAGE 1 .dout : > INT_DM_1 PAGE 1 QPSK代碼：1. main.

11、cextern void qpsk(); #include "C54MATH.H"DATA x256;DATA y256; /正弦信號(hào)DATA Pulse256; /被調(diào)信號(hào)DATA PskSignal256; /QPSK調(diào)制信號(hào)DATA PskSignal01256;DATA RecMeg256;DATA RecSig256;#define N 256void main() int i,j; for(i=0;i<N;i+)xi=i*0x1000; sine( x, y, N );/產(chǎn)生一個(gè)被調(diào)信號(hào)(用-3，-1，1，3分別表示被調(diào)信號(hào)的四種狀態(tài)) for(i=0;i

12、<N;i+) j=i/32; switch (j%4) case 0: Pulsei=-3; break; case 1: Pulsei=-1; break; case 2: Pulsei=1; break; case 3: Pulsei=3; break; /調(diào)用匯編函數(shù)qpsk qpsk(); for(i=0;i<N;i+) for(;); 2. psk_asm.asm .title"psk_asm.asm" .global _qpsk ;定義為全局變量，提供給C調(diào)用 .global _y ;C程序變量 .global _Pulse ;C程序變量 .glob

13、al _PskSignal ;C程序變量 .mmregs .text_qpsk: rsbx CPL stm #8-1,AR2 ;循環(huán)變量 256/32=8 stm #_y, AR4 stm #_Pulse, AR3 stm #_PskSignal, AR5 loop: ld *AR3, A bc phase0, AEQ ;若為0狀態(tài)信號(hào)，則相移0 sub #1, A addm #4, AR4 bc phase1, AEQ ;若為1狀態(tài)信號(hào)，則相移pi/2 sub #1, A addm #8, AR4 bc phase2, AEQ ;若為2狀態(tài)信號(hào)，則相移pi sub #1, A addm #1

14、2, AR4 bc phase3, AEQ ;若為3狀態(tài)信號(hào)，則相移3*pi/2 pskend: addm #32, AR3 banz loop, *AR2- ret phase0: rpt #32-1 mvdd *AR4+, *AR5+ b pskend phase1: rpt #32-1 mvdd *AR4+, *AR5+ addm #-36,AR4 b pskend phase2: rpt #32-1 mvdd *AR4+, *AR5+ addm #-40,AR4 b pskendphase3: rpt #32-1 mvdd *AR4+, *AR5+ addm #-44, AR4 b pskend .end 3. qpsk.cmd -c -l rts.lib-l c54math.lib-stack 0x200-heap 0x200MEMORY PAGE 0: INT_PM_DRAM: origin = 0080h, length = 1000h PAGE 1: INT_DM_1: origin = 1080h, length = 01000h SECTIONS .text : > INT_PM_DRAM PAGE 0 .cinit : &