信号调制(QPSK)

1、成 绩 评 定 表学生姓名张建班级学号1203030325专 业电子信息工程课程设计题目信号调制（QPSK）评语组长签字：成绩日期 20 年 月 日课程设计任务书学 院信息科学与工程学院专 业电子信息工程学生姓名张建班级学号 1203030325课程设计题目信号调制（QPSK）实践教学要求与任务:1.将数字信号调制成模拟信号（QPSK）。2.在DSP TMS320C5509上实现信号调制。3.学会对信号的调制与分析。工作计划与进度安排:第一周： 熟悉环境，查阅相关资料第二周： 代码编译链接与仿真设计第三周： 程序调试与编译，性能分析及验收第四周： 撰写课程设计报告、答辩指导教师： 201 年

2、月 日专业负责人：201 年 月 日学院教学副院长：201 年 月 日摘 要调制解调器是利用模拟通信网来完成一系列数据通信的关键设备之一。近些年来，随着科技的快速发展和数据通信业务量的日益增加以及业务范围的不断扩大化，对于Modem的传输速率以及性能指标相应的提出了更高标准的要求。由于DSP芯片具有有体积小、重量轻、使用灵活方便等优点，同时DSP技术具有数据处理能力强、运行速度快的特点 ，因此基于DSP技术的调制解调器在通信系统中得到越来越广泛的应用。本论文先简要阐述了C55xDSP系统的结构及工作原理，探讨了C55xDSP技术的优势所在。随后在论述调制解调器工作原理的基础上，给出了一种基于C

3、55xDSP的通用基带调制解调器的设计。该调制解调器硬件以C55x DSP芯片为核心，包括FPGA/CPLD、可编程开关电容滤波器、A/D变换器、D/A变换器、编解码器、RS-232异步通信接口电路及时钟电路等。调制解调器软件包括:外设接口初始化、接收、发送、编码、基带调制、滤波、载波同步、位同步、解调、帧同步等。关键词：调制解调器；DSP；滤波；编码目 录1 设计任务及目的11.1设计任务11.2设计目的12 设计原理12.1 QPSK调制的描述12 .2QPSK调制原理13 软件程序23.1主程序yao.asm清单23.2 QPSK调制的DSP实现73.2.1参数设定73.2.2子程序说明

4、73.3符号设定83.4主要部分程序83.5命令文件124 程序运行结果及分析145 结 论16参考文献171 设计任务及目的1.1设计任务课程设计是实践教学环节。学生通过动手做软件和硬件设计，能够熟练掌握数字信号处理技术，增加对基础知识的消化和理解。其内容包括：FIR滤波器，IIR滤波器，FFT快速傅里叶变换 ，语音处理，D/A转换等。1.2设计目的（1）将数字信号调制成模拟信号(QPSK调制)（2）输出调制后的信号。2 设计原理2.1 QPSK调制的描述四相相移键控调制（Quaternary Phase Shift Keying，QPSK）是一种线性窄带数字调制技术，它已经在数字调制技术中

5、占有重要的地位，被广泛地应用于卫星通信、移动通信、视频会议系统、蜂窝电话和其它数字通信领域。具有频带利用率高、频谱特性好、抗衰落性能强、较低的比特错误率等优点。QPSK 基带调制器的目的是把数据比特；映射成/4 相移D-QPSK 星座图,并对I 和Q 脉冲；进行频谱整形,其调制器工作原理框图如图1 所示。2 .2QPSK调制原理所谓的QPSK调制就是利用载波的四种不同相位来表征数字信息，每一种载波相位代表两个二进制代码元信息。由于每一个载波相位代表两个二进制码元信息，所以每四个二进制码元又被称为双比*元。QPSK信号的表示式为其中，A为载波振幅，wc为载波角频率，i为载波相位。若，则QPSK信

6、号的初始相位为0，若，则QPSK信号的初始相位为/4。将式（1）写成I（t），Q（t）为+1或-1。则式（3）即为QPSK的数学表达式。QPSK信号的调制可分为相位选择法和调相法，本文采用调相法进行设计，其调制框图如下图1所示。 图1 QPSK调相法调制框图图1中，串并变换器将输入的二进制序列依次分为两个并行的双极性码序列。设二进制数分别为a和b。双极性的a和b脉冲通过两个平衡调制器分别对同相载波和正交载波进行二相调制，两路输出叠加后就可以得到QPSK信号。 3 软件程序3.1主程序yao.asm清单 .mmregs .def startK_IF80 .set 1 .bss x,1.bss y

7、,1.bss SINSTP,1.bss SIN25P,1.datasinx .usect "sinx",1000cosx .usect "cosx",1000 fsin .usect "fsin",1000fcos .usect "fcos",1000qpsk .usect "qpsk",3000STACK.usect "STACK",10 table .word -8*32768/10000 .word -32*32768/10000 .word -75*32768/100

8、00 .word -114*32768/10000 .word -76*32768/10000 .word 126*32768/10000 .word 532*32768/10000 .word 1081*32768/10000 .word 1617*32768/10000 .word 1949*32768/10000 .word 1949*32768/10000 .word 1617*32768/10000 .word 1081*32768/10000 .word 532*32768/10000 .word 126*32768/10000 .word -76*32768/10000 .wor

9、d -114*32768/10000 .word -75*32768/10000 .word -32*32768/10000 .word -8*32768/10000 SINTAB: .word 07FFFH,07FD8H,07F61H,07E9CH,07D89H,07C29H,07A7CH,07884H .word 07641H,073B5H,070E2H,06DC9H,06A6DH,066CFH,062F1H,05ED7H .word 05A82H,055F5H,05133H,04C3FH,0471CH,041CEH,03C56H,036BAH .word 030FBH,02B1FH,02

10、528H,01F1AH,018F9H,012C8H,00C8CH,00648H .word 00000H,0F9B8H,0F374H,0ED38H,0E707H,0E0E6H,0DAD8H,0D4E1H .word 0CF05H,0C946H,0C3AAH,0BE32H,0B8E4H,0B3C1H,0AECDH,0AA0BH .word 0A57EH,0A129H,09D0FH,09931H,09593H,09237H,08F1EH,08C4BH .word 089BFH,0877CH,08584H,083D7H,08277H,08164H,0809FH,08028H .word 08001H

11、,08028H,0809FH,08164H,08277H,083D7H,08584H,0877CH .word 089BFH,08C4BH,08F1EH,09237H,09593H,09931H,09D0FH,0A129H .word 0A57EH,0AA0BH,0AECDH,0B3C1H,0B8E4H,0BE32H,0C3AAH,0C946H .word 0CF05H,0D4E1H,0DAD8H,0E0E6H,0E707H,0ED38H,0F374H,0F9B8H .word 00000h,00648H,00C8CH,012C8H,018F9H,01F1AH,02528H,02B1FH .w

12、ord 030FBH,036BAH,03C56H,041CEH,0471CH,04C3FH,05133H,055F5H .word 05A82H,05ED7H,062F1H,066CFH,06A6DH,06DC9H,070E2H,073B5H .word 07641H,07884H,07A7CH,07C29H,07D89H,07E9CH,07F61H,07FD8H .word 07FFFH .textstart:SSBX FRCTSTM #STACK+10,SP STM #sinx,AR1 STM #cosx,AR3 STM #fsin,AR4 STM #fcos,AR2 STM #qpsk,

13、AR0 ST #0,SIN25P CALL SIN25K STM #x,AR5 STM #y,AR7 ST #0xb8e4,*AR7 ;被调的信息 LD *AR7,B STL B,*AR5 ST #0,SIN25P STM #7,AR6 QPSKSTART:LD *AR5,B AND #11,B SFTL B,5 LD *AR5,A ROR A ROR A STL A,*AR5 LD SIN25P,A ADD B,A ADD #SINTAB,A STM #255,BRC RPTB QPSKEND SUB #SINTAB,A ADD SINSTP,A AND #07FH,A ADD #SINTA

14、B,AQPSKEND: READA *AR0+ BANZ QPSKSTART,*AR6- here:B hereSIN25K: STM #500, BRC RPTB SINRET-1 ST #K_IF80,SINSTP LD SIN25P,A ADD SINSTP,A AND #07FH,A STL A,SIN25P ADD #SINTAB,A READA *AR1+ LD SIN25P,A ADD #32,A AND #07FH,A ADD #SINTAB,A READA *AR3+ LD SIN25P,A ADD #64,A AND #07FH,A ADD #SINTAB,A READA

15、*AR4+ LD SIN25P,A ADD #96,A AND #07FH,A ADD #SINTAB,A READA *AR2SINRET RET .end 2. 3.2 QPSK调制的DSP实现3.2.1参数设定采样速率384000次/S载波频率48KHZ传输数据速率64Kb/s汉明窗平方根升余弦滚降滚降系数0.3551阶FIR滤波3.2.2子程序说明QPSK_demod 子程序用来对接收信号进行波形成型和低通根升余弦特性的滤波。sin_val子程序用线性内插法提高正，余弦值的精度输入输出程序从A/D缓冲区读入16b数据。经过处理后，数据输出至RW_BUFR和RW_BUFI缓冲区，形成为1

16、6b数据。3.3符号设定 RW_FILR.set 500H RW_FILI .set 600H RW_BUFR .set 700H RW_BUFI.set 900H RW_ADB .set 6000H RW_FILL.set 51H RW_BUFL .set 51H RW_ADBL .set 800H RW_BUFIN存放RW_BUFR和RW_BUFI的入口地址 RW_BUFOUT存放RW_BUFR和RW_BUFI的出口地址 RW_ADIN存放RW_ADB的入口地址 RW_ADOUT存放RW_ADB的出口地址 SIN_RP存放表sin_tab_512的读取点位置3.4主要部分程序 psk_de

17、mod LD RW_ADIN,A;将A/D缓冲的入口放到A中 SUB RW_ADOUT,A;求A/D缓冲区的入口和出口之差 NOP NOP XC 2,ALT ADD #RW_ADBL,A SUB #8,A BC rw_demod00,ALET;检查A/D缓冲区中是否有采样值要解调 LD RW_BUFOUT,A SUB RW_BUFIN,A NOP NOP XC,2,ALEQ ADD #200H,A SUB #24H,A BC rw_demod00,ALT;检查RW_BUFR和RW_BUFI是否有空间 LD #RW_BUFR,A ADD RW_BUFIN,A;计算RW_BUFR的入口地址 STL

18、M A,AR1 LD #RW_BUFI,A ADD RW_BUFIN,A;计算RW_BUFI的入口地址 STLM A,AR2 LD RW_ADOUT,A ADD #RW_ADB,A;计算RW_ADB的出口地址 STLM A,AR3 STM #50,AR0 ;循环51次 STM #7,BRC RPTBD rw_dem01-1;循环下界到rw_dem01之前 STM #RW_ADBL,BK SSBX FRCT STM #FILR,AR4 STM #FILI,AR5 CALL sin_val;计算正，余弦值 LD *AR3+%,T MPY DATA5,A STH A,*AR4+0 MPY DATA6

19、,A STH A,*AR5+0 RSBX FRCT RPTZ A,#50 MACD *AR4-,scr_wave,A;R(t)信号进行FIR滤波 STH A,*AR1+ RPTZ A,#50 MACD *AR5-,scr_wave,A;I(t)信号进行FIR滤波 STH A,*AR2+rw_demo01 SSBX FRCT LD SR_BUFIN,A;改变RW_BUFR的入口地址 ADD #08H,A AND #1FFH,A STL A,RW_BUFIN LD RW_ADOUT,A;改变A/D缓冲区的出口地址 ADD #08H,A AND #RW_ADBL-1,A STL A,RW_ADOUT

20、rw_demo00 RETsin_val LD SIN_RP,A AND #3FH,A STL A,DATA0 LD DATA0,9,A STL A,DATA0;取低6b LD SIN_RP,10,A STH A,DATA1;取高9b LD DATA1,A ADD #sin_tab_512,A READA DATA2;第一个数据D1 ADD #1,A READA DATA3;第2个数据D2 LD DATA3,A SUB DATA2,A;D1-D2 STL A,DATA4 LD DATA0,T MPY DATA4,A ADD DATA2,16,A STH A,DATA5;正弦值（D1-D2）*x

21、xxxxxB LD DATA1,A ADD #80,A AND #1FFH,A ADD #sin_tab_512,A READA DATA2;第一个数据D3 ADD #1,A READA DATA3;第2个数据D4 LD DATA3,A SUB DATA2,A;D3-D4 STL A,DATA4 MPY DATA4,A ADD DATA2,16,A STH A,DATA6;余弦值（D3-D4）*xxxxxxB LD SIN_CH,A ADD #SIN_RP,A;修改sin_tab_512读入地址 ADD #DEG45,A NOP NOP XC 2,ALT ADD #8000H,A AND #7

22、FFFH,A STL A,SIN_RP;保存修改后的地址 RETscr_wave ;滚降系数为0.35的根升余弦表 .word 0fff6H,00003H,00013H,0001eH,00019H,0fffaH,0ffc1H,0ff89H,0ff85H .word 0ffe8H,000c2H,001dcH,002a9H,0026aH,00087H,0fcf9H,0f89cH,0f53cH .word 0f52aH,0fa7eH,00633H,01781H,02bb9H,03ed2H,04c7dH,05174H,04c7dH .word 03ed2H,02bb9H,01781H,00633H,0

23、fa7eH,0f52aH,0f53cH,0f89cH,0fcf9H .word 00087H,0026aH,002a9H,001dcH,000c2H,0ffe8H,0ff85H,0ff89H,0ffc1H .word 0fffaH,00019H,0001eH,00013H,00003H,0fff6Hsin_tab_512;512点正弦值 .word 00000H,00192H,00324H,004b6H,00647H,007d9H,0096aH,00afbH,00c8bH .word 00e1bH,00fabH,01139H,012c8H,01455H,015e2H,0176dH,018f8H

24、,01a82H .word 01c0bH,01d39H,01f19H,0209fH,02223H,023a6H,02528H,026a8H,02826H .word 029a3H,02b1fH,02c98H,02e11H,02f87H,030fbH,0326eH,033deH,0354dH .word 036baH,03824H,0398cH,03af2H,03c56H,03db8H,03f17H,04073H,041ceH .word 04325H,0447aH,045cdH,0417cH,04869H,049b4H,04afbH,04c3fH,04d81H .word 04ebfH,04f

25、fbH,05133H,05269H,0539bH,054caH,055f5H,0571dH,05842H .word 05964H,05a82H,05b9dH,05cb4H,05dc7H,05ed7H,05fe3H,060ecH,061f1H .word 062f2H,063efH,064e8H,065ddH,066cfH,067bdH,068a6H,0698cH,06a6dH .word 06b4aH,06c24H,06cf9H,06dcaH,06e96H,06f5fH,07023H,070e2H,0719eH .word 0e57eH,0e708H,0e893H,0ea1eH,0ebabH

26、,0ed38H,0eec7H,0f055h,0f1e5H .word 0f375H,0f505H,0f696H,0f827H,0f9b9H,0fb4aH,0fcdcH,0fe6eH3.5命令文件-o converter1.out-m converter1.map-e startMEMORY PAGE 0: EPROM : org=0E000h, len=1000h PAGE 1: DARAM1 : org=1000h, len=1000h DARAM2 : org=2000h, len=1000h DARAM3 : org=3000h, len=1000h DARAM4 : org=4000h, len=1000h DARAM5 : org=5000h, len=100h DARAM6 : org=5100h, len=100h DARAM7 : org=5500h, len=500h DARAM8 : org=6000h, len=500h DARAM9 : org=0060h, len=10h DARAM10: org=6500h, len=3000h SEC