开题报告

开题报告

12通信工程

（苏州大学文正学院）

1.主要任务和目标

本设计基于FPGA开发平台设计相移键控调制解调电路。主要有以下几点要求：

1.理解PSK调制解调的原理

2.编写VHDL语言实现2CPSK、2DPSK、QPSK调制解调电路，完成仿真验证。

2. PSK调制

1.PSK调制包括二进制相移键控（2PSK或BPSK）、二进制差分相移键控

（2DPSK）、四相相移键控（QPSK）。

二进制相移键控调制其相位变化是以未调制载波的相位作为参考基准，利用

载波相位的绝对值传送数字信号“1”和“0”，又称为绝对调相。

二进制差分相移键控调制其相位变化是利用前后相邻码元的相对载波相位值

来表示数字信号“1”和“0”，又称为相对调制。

四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，是四进

制移相键控。

2.BPSK调制分为直接调相法和相位选择法。例如BPSK两种调制方式，如下图

1所示。

图1. BPSK信号调制的原理图2DPSK在2CPSK前加上码变换，如下图2所示

图2. 2DPSK信号调制的原理图QPSK可由调相法和相位选择法形成，如下图3所示

图3. QPSK信号调制的原理图

2. PSK解调

2CPSK信号的幅度是恒定的，解调方式必为相干解调。相干解调就是在接收端乘上与载波同频同相的相干载波然后通过滤波器，再经过抽样判决得到原信息。2CPSK相干解调如下图4所示:

图4. BPSK信号相干解调的原理图

2DPSK相干解调(极性比较法)框图如下图5，非相干解调（相位比较法）（差分相干解调）如图6：

DPSK

图5. 2DPSK信号相干解调的原理图

图6. 2DPSK信号差分相干解调的原理图

QPSK相干解调框图7如下

图7.QPSK信号相干解调的原理图

2.研究思路、方法和方案

以Quartus II为平台，基于VHDL语言来实现对PSK的调制解调电路设计。

1.用相位选择法实现2CPSK调制器的设计。CPSK调制器模型主要是由计数器和二选一开关等组成。计数器用于对时钟信号的分频和计数，并输出两路相位

相反的信号；在基带信号的控制下，对两路信号进行选通，输出即为CPSK信号。

图8.用相位选择法产生2CPSK调制信号的原理图

2.根据2CPSK的调制原理，设计采用相位选择法实现2CPSK调制的VHDL程序，2CPSK的调制建模符号如图9所示：

图9. 2CPSK调制模型图

3.2CPSK解调器的结构框图如图10所示。图中，将计数器输出的0相载波与数字CPSK信号中的载波进行逻辑‘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，从而实现解调的目的。

图10. 2CPSK信号解调的原理图

4.2DPSK在2CPSK之前加上码元变换，然后和2CPSK信号调制一样，原理框图如下图11：

图11. 2DPSK信号调制的原理图

5.对于2DPSK的解调，只需要将相对码转换为绝对码后再经过2CPSK解调就可以实现

2DPSK的解调。相对码到绝对码的变换是由计数器输出信号为时钟信号，相对码和寄存器中码元通过异或完成。下图为2DPSK解调的框图：

图12. 2DPSK信号解调的原理图

6.QPSK信号调制原理，载波发生器预先分别产生初相等于QPSK信号的4种相位的载波，根据输入的信息信号的不同，逻辑选择电路每次选择一种对应的载波作为输出，然后经带通滤波器滤除高频分量即可得到QPSK信号。这种方法比较适用与载频较高的场合。原理框图如下图13所示：

图13.QPSK信号调制的原理图

7.QPSK信号解调原理，当调制为低电平时，译码器1根据记数器输出值,送人加法器相应的数据。加法器把运算结果送到寄存器。译码器2根据寄存器数据通过译码，输出两位并行信号，该信号再通过并／串转换即可得到解调后的基带信号，其调制框图如图14所示：

图14.QPSK信号解调的原理图

3.结果

1.2CPSK调制波形在码元0、1变换时会有180°的相位变换。

2.2DPSK调制波在相对码元0、1变换时会有180°的相位变换。

3.QPSK调制波有4种相位产生。

4.进度安排

5. 参考文献

[1]百度百科.调制方式[EB/OL]./view/493722.htm#8

[2]360百科.ASK[EB/OL]./doc/4229489.html

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[11]潘松.黄继业.EDA技术实用教程(第三版)[M].北京：科学出版社，2006

[12]Quadrature Phase Shift Keying Modulator &Demodulator for Wireless Modem

Tayab D Memon, Walliullah Ghangro, Dr. BS Chowdhry, Ayaz A shaikh