1、數字調制解調的DSP實現BPSK、QPSK調制解調仿真1 系統的工作原理1.1 BPSK調制解調原理在PSK調制時，載波的相位隨調制信號狀態不同而改變。如果兩個頻率相同的載波同時開始振蕩，這兩個頻率同時達到正最大值，同時達到零值，同時達到負最大值，此時它們就處于“同相”狀態；如果一個達到正最大值時，另一個達到負最大值，則稱為“反相”。一般把信號振蕩一次（一周）作為360度。如果一個波比另一個波相差半個周期，我們說兩個波的相位差180度，也就是反相。當傳輸數字信號時，“1”碼控制發0度相位，“0”碼控制發180度相位。載波相位只有0和兩種取值，分別對應于調制信號的“0”和“1”。傳“1“信號時，

2、發起始相位為的載波；當傳“0”信號時，發起始相位為0的載波。由“0”和“1”表示的二進制調制信號通過電平轉換后，變成由“1”和“1”表示的雙極性NRZ（不歸零）信號，然后與載波相乘，即可形成2PSK信號。用開關電路去選擇相位相差p 的同頻載波(如圖1-1)產生。圖 11BPSK解調必須采用相干接收法（如圖1-2）。圖 121.2 QPSK調制解調原理正交相移鍵控（Quadrature Phase Shift Keyin，QPSK）是一種數字調制方式。它分為絕對相移和相對相移兩種。由于絕對相移方式存在相位模糊問題，所以在實際中主要采用相對移相方式DQPSK。目前已經廣泛應用于無線通信中，成為現代

3、通信中一種十分重要的調制解調方式。在四相絕對相移鍵控是利用載波的四種不同相位來表征數字信息的。由于每一種載波相位代表兩個比特信息，故每個四進制碼元又被稱為雙比特碼元。雙比特碼元中的兩個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QPSK信號的矢量圖，圖(b)表示B方式時QPSK信號的矢量圖。圖 13 QPSK信號的矢量圖QPSK信號常用的產生方法有三種：正交調制法、相位選擇法及脈沖插入法。1）正交調制法發送端采用正交調制法的方框圖如圖1-4所示，圖 14 QPSK調制系統方框圖（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插入脈沖法產生QPSK

4、信號原理方框圖QPSK信號的相干解調圖 17 QPSK信號的相干解調方框圖QPSK同2PSK一樣，在接收機解調時，由于相干載波相位的不確定性，使得解調后的輸出信號不確定。為了克服這種缺點，在實際通信中通常采用QDPSK系統。2 BPSK和QPSK的數學模型2.1 BPSK信號模型BPSK信號的數學表達式為： 其中 若在某一碼元持續時間T內觀察是，式（1.1）可以簡寫為： BPSK信號也相當于用矩形雙極性不歸零基帶信號與載波信號相乘，故也可表示成： 2.2 QPSK信號模型BPSK信號的數學表達式為： 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 仿真結果1、BPSK仿真結果：BPSK調制解調過程星座圖2、QPSK仿真結果BPSK調制過程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DATA Pulse256; /被調信號DATA PskSignal256; /BPSK調制信號DATA PskSignal01256; /BPSK調制信號DATA RecMeg

6、256;DATA RecSig256;#define N 256void main() int i,j; for(i=0;i<N;i+)/產生一個500Hz的正弦信號作為調制信號 xi=i*0x1000; sine( x, y, N ); for(i=0;i<N;i+)/產生一個被調信號(用-1，1分別表示被調信號的兩種狀態) j=i/32; switch (j%2) case 0: Pulsei=-1; break; case 1: Pulsei=1; break; /調用匯編函數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狀態信號，則相移0 sub #1, A addm #4, AR4 bc phase1, AEQ ;若為1狀態信號，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DATA Pulse256; /被調信號DATA PskSignal256; /QPSK調制信號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 );/產生一個被調信號(用-3，-1，1，3分別表示被調信號的四種狀態) 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; /調用匯編函數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狀態信號，則相移0 sub #1, A addm #4, AR4 bc phase1, AEQ ;若為1狀態信號，則相移pi/2 sub #1, A addm #8, AR4 bc phase2, AEQ ;若為2狀態信號，則相移pi sub #1, A addm #1

14、2, AR4 bc phase3, AEQ ;若為3狀態信號，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 : &