數(shù)字調(diào)制信號(hào)又稱為鍵控信號(hào),， 其調(diào)制過程是用鍵控的方法由基帶信號(hào)對(duì)載頻信號(hào)的振幅,、頻率及相位進(jìn)行調(diào)制,。這種調(diào)制的最基本方法有三種： 振幅鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK),、相移鍵控(PSK),， 同時(shí)可根據(jù)所處理的基帶信號(hào)的進(jìn)制不同分為二進(jìn)制和多進(jìn)制調(diào)制(M進(jìn)制)。多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與二進(jìn)制相比,， 其頻譜利用率更高,。其中， QPSK (即4PSK) 是MPSK (多進(jìn)制相移鍵控) 中應(yīng)用較廣泛的一種調(diào)制方式,。為此,， 本文研究了基于DSP的BPSK以及DPSK的調(diào)制電路的實(shí)現(xiàn)方法， 并給出了DSP調(diào)制實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,。

　　1 BPSK信號(hào)的調(diào)制實(shí)現(xiàn)

　　二進(jìn)制相移鍵控(BPSK) 是多進(jìn)制相移鍵控(MPSK) 的基礎(chǔ),， 2PSK是鍵控的載波相位按基帶脈沖序列的規(guī)律而改變的一種數(shù)字調(diào)制方式。

　　2PSK信號(hào)形式一般可表示為：

　　用已調(diào)信號(hào)載波的0相位和π相位分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的1和0的相位鍵控方式,， 通常被稱為絕對(duì)移相方式,。2PSK信號(hào)的調(diào)制框圖如圖1所示。圖2是2PSK信號(hào)的軟件實(shí)現(xiàn)流程圖,。

PSK信號(hào)調(diào)制原理圖" border="0" hspace="0" src="http://files.chinaaet.com/images/20110316/c997dfd9-cda5-4faf-bc6a-4ad08c390183.jpg" style="filter: ; width: 425px; height: 189px" />

圖1 2PSK信號(hào)調(diào)制原理圖

圖2 2PSK信號(hào)產(chǎn)生流程圖

　　當(dāng)恢復(fù)的相干載波產(chǎn)生180°倒相時(shí),， 其解調(diào)出的數(shù)字基帶信號(hào)將與發(fā)送的數(shù)字基帶信號(hào)正好相反， 此時(shí)的解調(diào)器輸出數(shù)字基帶信號(hào)全部出錯(cuò),。這種現(xiàn)象稱為“倒π” 或“反向工作” 現(xiàn)象,。為此， 一般不采用2PSK方式,， 而采用一種所謂的相對(duì)(差分) 移相(2DPSK) 方式,。

　　2DPSK是利用前后相鄰碼元的相對(duì)載波相位值來表示數(shù)字信息的一種方式。2DPSK信號(hào)相位的變化規(guī)律是： 信息代碼(絕對(duì)碼) 為“1” 時(shí),，本碼元內(nèi)2DPSK信號(hào)的初相相對(duì)于前*元內(nèi)2DPSK信號(hào)的末相變化1800,； 信息代碼為“0”時(shí)， 本碼元內(nèi)2DPSK信號(hào)的初相相對(duì)于前*元內(nèi)2DPSK信號(hào)的末相不變化,。2DPSK的實(shí)現(xiàn)方法是首先對(duì)二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行差分編碼,， 將絕對(duì)碼表示的二進(jìn)制信息變換為用相對(duì)碼表示的信息， 然后再進(jìn)行絕對(duì)調(diào)相,， 從而產(chǎn)生二進(jìn)制差分相位鍵控信號(hào),。2DPSK信號(hào)調(diào)制過程中的波形圖如圖3所示。其中絕對(duì)碼與相對(duì)碼的轉(zhuǎn)換模式如圖4所示：

圖3 2DPSK信號(hào)調(diào)制過程波形圖

圖4 絕對(duì)碼與相對(duì)碼的互相轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)圖

　　在2DPSK的解調(diào)過程中,， 相干載波產(chǎn)生的相位模糊會(huì)使解調(diào)出的相對(duì)碼產(chǎn)生倒置現(xiàn)象,。但經(jīng)過碼反變換器后， 由于輸出的絕對(duì)碼不會(huì)發(fā)生任何倒置現(xiàn)象,， 因而就不會(huì)出現(xiàn)“倒π” 現(xiàn)象,。圖5所示是2PSK和4DPSK的信號(hào)波形比較圖,。

圖5 2PSK和2DPSK信號(hào)的波形圖

　　2 QPSK信號(hào)的調(diào)制實(shí)現(xiàn)

　　四相制相位調(diào)制是多項(xiàng)制數(shù)字相位調(diào)制的一種， 在多項(xiàng)制中,， 使用最廣泛的是四相制和八相制,。本文主要介紹QPSK信號(hào)的調(diào)制實(shí)現(xiàn)。多進(jìn)制相位調(diào)制的一般表示式為：

　　在多進(jìn)制相位調(diào)制中,， 四進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制(QPSK) 信號(hào)是最常用的調(diào)制方式,， 設(shè)計(jì)時(shí)可取可能的四種相位之一， 例如： 0,， π/2,， π， 3π/2,。QPSK信號(hào)的產(chǎn)生可分為調(diào)相法和相位鍵控法,。

　　用調(diào)相法產(chǎn)生QPSK信號(hào)的原理圖如圖6所示,。

圖6 QPSK信號(hào)的調(diào)制原理圖

　　圖6中,， 串/并變換器可將輸入的二進(jìn)制序列依次分為兩個(gè)并行的雙極性序列， 這兩路雙極性的脈沖可通過兩個(gè)平衡調(diào)制器分別對(duì)同相載波及正交載波進(jìn)行二相調(diào)制,， 然后將輸出疊加,， 即可得到四相移相信號(hào)。QPSK調(diào)制信號(hào)波形圖如圖7所示,。圖8所示是QPSK信號(hào)的軟件實(shí)現(xiàn)流程圖,。

圖7 QPSK調(diào)制信號(hào)波形圖

圖8 QPSK信號(hào)產(chǎn)生流程圖

　　QDPSK信號(hào)的產(chǎn)生在二相調(diào)制時(shí)已經(jīng)指出，而為了得到2DPSK信號(hào),， 則應(yīng)先將絕對(duì)碼變換成相對(duì)碼,， 然后用相對(duì)碼對(duì)載波進(jìn)行絕對(duì)相移。同樣,， QDPSK信號(hào)的產(chǎn)生也可以采用這種方法,。即先將輸入的雙比特經(jīng)碼型變換后， 再用碼變換器輸出的雙比特進(jìn)行四相絕對(duì)相移,， 這樣,， 其所得到的輸出信號(hào)便是四相相對(duì)移相信號(hào)。因此,，QDPSK信號(hào)的產(chǎn)生流程圖只是比QPSK多了一個(gè)碼變換器,， 其碼變換器的實(shí)現(xiàn)方式如圖9所示。

圖9 QDPSK信號(hào)的碼變換器

　　事實(shí)上,， 碼變換器的作用是將輸入的雙比*ab 轉(zhuǎn)換成雙比*cd,， 且要求由cd 產(chǎn)生的QDPSK信號(hào)與ab的關(guān)系能滿足表1所列的要求。

表1 QDPSK信號(hào)相位編碼邏輯關(guān)系

　　由表1可見,， 當(dāng)輸入雙比特?cái)?shù)據(jù)為00時(shí),， 調(diào)相信號(hào)的載波相位相對(duì)于前一雙比*元的載波相位不會(huì)變化,； 而當(dāng)輸入雙比特?cái)?shù)據(jù)為01時(shí)， 調(diào)相信號(hào)的載波相位相對(duì)于前一雙比*元的載波相位變化90°,， 其余依次類推,。

　　考慮到絕對(duì)移相中會(huì)存在“倒” 現(xiàn)象， 通常會(huì)相對(duì)移相(QDPSK) 方式來代替QPSK調(diào)制,。對(duì)于多相調(diào)制信號(hào),， 將k個(gè)信息比特映射到M=2k個(gè)可能的相位上去可以有很多種方法， 其中優(yōu)先考慮的是用格雷編碼,。在這種編碼方式中,， 相鄰相位只差一個(gè)二進(jìn)制比特， 如果噪聲造成傳輸相位選取相鄰相位錯(cuò)誤引起時(shí),， 在用格雷編碼的比特序列中,， 只會(huì)產(chǎn)生一個(gè)單一比特的差錯(cuò)。

　　3 結(jié)束語

　　高速數(shù)字突發(fā)通信通常需要快速,、高效地對(duì)接收信號(hào)的位定時(shí)和載波初始相位信息進(jìn)行估計(jì),， 而采用本文的關(guān)于BPSK及QPSK信號(hào)的調(diào)制方法， 在軍事,、民用領(lǐng)域都具有十分廣泛的應(yīng)用價(jià)值,， 并能應(yīng)用于各種數(shù)字通信領(lǐng)域。