BPSKQPSK调制与解调DSP实现

1、数字调制解调的DSP实现BPSK、QPSK调制解调仿真1 系统的工作原理1.1 BPSK调制解调原理在PSK调制时，载波的相位随调制信号状态不同而改变。如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，此时它们就处于“同相”状态；如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为“反相”。一般把信号振荡一次（一周）作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相位差180度，也就是反相。当传输数字信号时，“1”码控制发0度相位，“0”码控制发180度相位。载波相位只有0和两种取值，分别对应于调制信号的“0”和“1”。传“1“信号时，

2、发起始相位为的载波；当传“0”信号时，发起始相位为0的载波。由“0”和“1”表示的二进制调制信号通过电平转换后，变成由“1”和“1”表示的双极性NRZ（不归零）信号，然后与载波相乘，即可形成2PSK信号。用开关电路去选择相位相差p 的同频载波(如图1-1)产生。图 11BPSK解调必须采用相干接收法（如图1-2）。图 121.2 QPSK调制解调原理正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keyin，QPSK）是一种数字调制方式。它分为绝对相移和相对相移两种。由于绝对相移方式存在相位模糊问题，所以在实际中主要采用相对移相方式DQPSK。目前已经广泛应用于无线通信中，成为现代

3、通信中一种十分重要的调制解调方式。在四相绝对相移键控是利用载波的四种不同相位来表征数字信息的。由于每一种载波相位代表两个比特信息，故每个四进制码元又被称为双比特码元。双比特码元中的两个信息比特通常是按格雷码（即反射码）排列的。图1-3(a)表示A方式时QPSK信号的矢量图，图(b)表示B方式时QPSK信号的矢量图。图 13 QPSK信号的矢量图QPSK信号常用的产生方法有三种：正交调制法、相位选择法及脉冲插入法。1）正交调制法发送端采用正交调制法的方框图如图1-4所示，图 14 QPSK调制系统方框图（正交法）2）相位选择法图 15相位选择法的方框图3）脉冲插入法图 16插入脉冲法产生QPSK

4、信号原理方框图QPSK信号的相干解调图 17 QPSK信号的相干解调方框图QPSK同2PSK一样，在接收机解调时，由于相干载波相位的不确定性，使得解调后的输出信号不确定。为了克服这种缺点，在实际通信中通常采用QDPSK系统。2 BPSK和QPSK的数学模型2.1 BPSK信号模型BPSK信号的数学表达式为： 其中 若在某一码元持续时间T内观察是，式（1.1）可以简写为： BPSK信号也相当于用矩形双极性不归零基带信号与载波信号相乘，故也可表示成： 2.2 QPSK信号模型BPSK信号的数学表达式为： 式中 常见的 有两种形式（见下表）：双比特码元载波相位ABAB0005/410/27/411/

5、4013/23/43 仿真结果1、BPSK仿真结果：BPSK调制解调过程星座图2、QPSK仿真结果BPSK调制过程4 仿真代码BPSK代码：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; /正弦信号DATA Pulse256; /被调信号DATA PskSignal256; /BPSK调制信号DATA PskSignal01256; /BPSK调制信号DATA RecMeg

6、256;DATA RecSig256;#define N 256void main() int i,j; for(i=0;i<N;i+)/产生一个500Hz的正弦信号作为调制信号 xi=i*0x1000; sine( x, y, N ); for(i=0;i<N;i+)/产生一个被调信号(用-1，1分别表示被调信号的两种状态) j=i/32; switch (j%2) case 0: Pulsei=-1; break; case 1: Pulsei=1; break; /调用汇编函数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 ;定义为全局变量，提供给C调用 .global _y ;C程序变量 .global _Pulse ;C程序变量 .global _PskSignal ;C程序变量 .mmregs .text_qpsk: rsbx CPL stm #8-1,AR2 ;循环变量 2

8、56/32=8 stm #_y, AR4 stm #_Pulse, AR3 stm #_PskSignal, AR5 loop: ld *AR3, A bc phase0, AEQ ;若为0状态信号，则相移0 sub #1, A addm #4, AR4 bc phase1, AEQ ;若为1状态信号，则相移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代码：1. main.

11、cextern void qpsk(); #include "C54MATH.H"DATA x256;DATA y256; /正弦信号DATA Pulse256; /被调信号DATA PskSignal256; /QPSK调制信号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 );/产生一个被调信号(用-3，-1，1，3分别表示被调信号的四种状态) 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; /调用汇编函数qpsk qpsk(); for(i=0;i<N;i+) for(;); 2. psk_asm.asm .title"psk_asm.asm" .global _qpsk ;定义为全局变量，提供给C调用 .global _y ;C程序变量 .global _Pulse ;C程序变量 .glob

13、al _PskSignal ;C程序变量 .mmregs .text_qpsk: rsbx CPL stm #8-1,AR2 ;循环变量 256/32=8 stm #_y, AR4 stm #_Pulse, AR3 stm #_PskSignal, AR5 loop: ld *AR3, A bc phase0, AEQ ;若为0状态信号，则相移0 sub #1, A addm #4, AR4 bc phase1, AEQ ;若为1状态信号，则相移pi/2 sub #1, A addm #8, AR4 bc phase2, AEQ ;若为2状态信号，则相移pi sub #1, A addm #1

14、2, AR4 bc phase3, AEQ ;若为3状态信号，则相移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 : &