基于VHDL的4PSK的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1 引言
實(shí)際通信中的許多信道都不能直接傳送基帶信號(hào)，必須使用基帶信號(hào)控制載波波形的某些參量，使得這些參量隨基帶信號(hào)的變化而變化，即正弦載波調(diào)制。數(shù)字通信系統(tǒng)有二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制和多進(jìn)制調(diào)制兩種方式。而后者比前者具有以下特點(diǎn)：相同碼元傳輸率下，多進(jìn)制系統(tǒng)信息傳輸率高；相同信息速率下，多進(jìn)制信號(hào)碼元的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，因此碼元能量增加，抑制信號(hào)特性引起的碼間干擾。
這里是利用層次化、模塊化和參數(shù)化的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)MAX+PUSSⅡ軟件平臺(tái)，設(shè)計(jì)多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制MPSK(M―ary Phase―Shift Keying)中的四相制4PSK(4一ary Phase―Shift Keying)的調(diào)制系統(tǒng)和解調(diào)系統(tǒng)。

2 4PSK調(diào)制解調(diào)原理
多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制又稱多相調(diào)制，它是利用載波的多種不同相位來(lái)表征數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方式。多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制有絕對(duì)相位調(diào)制和相對(duì)相位調(diào)制兩種。本設(shè)計(jì)是4進(jìn)制絕對(duì)相位調(diào)制4PSK。4PSK的基帶信號(hào)只有“0”、“1”、“2”、“3”四個(gè)電平值，在π／4體系的調(diào)制方式下，其調(diào)制信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相位分別為45°、135°、225°、315°。其典型波形如圖1所示。4PSK的產(chǎn)生方法有直接調(diào)相法和相位選擇法。對(duì)于可編程邏輯器件，利用直接調(diào)相法產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)時(shí)，相對(duì)運(yùn)算量較大，因此選用相位選擇法。圖2為4PSK相位選擇調(diào)制原理圖。

利用基帶信號(hào)控制4個(gè)不同開關(guān)，選通不同的載波通路。當(dāng)基帶信號(hào)是“0”時(shí)，選通通路0，且關(guān)閉其他3個(gè)通路，使得調(diào)制信號(hào)對(duì)應(yīng)的載波的相位為45°。同理基帶信號(hào)分別是“1”、“2”、“3”時(shí)，調(diào)制信號(hào)對(duì)應(yīng)的載波相位分別為135°、225°、315°。
對(duì)于4PSK的解調(diào)，采用相位判別法，在調(diào)制信號(hào)中檢測(cè)出相位變化的位置，隨后根據(jù)起始相位對(duì)應(yīng)于調(diào)制信號(hào)中心位置的距離辨別出相位數(shù)值，再利用載波和基帶信號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，解調(diào)出基帶信號(hào)。