1、 1 本科毕业设计 (论文 )文献综述 电子信息 工程 QDPSK 调制技术研究 摘要： 在数字调制方式中 ,QDPSK有着重要的应用，通过 FPGA， C+,Matlab 均可实现 QDPSK的调制，本文对各种调制方法一一做了介绍，并得出了各个方法的优缺点。 关键词： QDPSK； DDS;CPLD/FPGA； matlab； C+. 一、 引言 在现实生活中的数字信号传输主要有相位键控式、幅度键控和频率键控 3种基本方式 1。调相信号不但抗干扰能力较强， 还具备频带利用率高的特点。调相可分为二进制调相和多进制调相，在多进制数字调相中，四 进制绝对调相 4PSK和四进制相对调相 4DPSK应
2、用最为广泛2。 QDPSK 是四相相对移相调制方式，即利用前后码元之间的四种不同的相对相位变化来表示四进制数字信息，是为了克服四相绝对调相 QPSK 在信号解调时存在的相位模糊问题而采用的调制方式 3。 本文叙述了 QDPSK调制的若干实现方法及仿真。并对这些方法的优缺点做出了评价。 二、 相位选择法实现 QDPSK调制 在相位选择法中 QDPSK调制器由信源模块，串并交换模块，差分相位编码模块，逻辑选相电路，四相载波发生器构成 4。 相位选择法产生 QPSK信号的 组成方框图 1所示。 图 1 相位选择法产生 QDPSK信号 四相载波发生器分别送出调相需的 4 种频率相同、相位互差 /2 的
3、载波，输入二进制数字基带信号经串 /并变换为四进制数字基带信号，经差分编码变为四进制差分码 ，逻辑选相电路根据差分编码后的双比特码 cd，每隔时间间隔 T 选择输出其中一种相位的载波。相位选择法则是根据四种不同的差分编码，选择不同初相位的正弦波样值序列输出给 DAC产生的正弦波形，波形相位直接跳变而幅度没有变化，使得高频分量较多，必须使用带通滤2 波器处理，这样信号也必将受到滤波器性能的影响， 且信号的过渡区不明显，较难提取位定时信息 5。 相位选择法根据四种不同的差分编码，选择不同初相位的正弦波样值序列输出给 DAC产生的正弦波形，波形相位直接跳变而幅度没有变化，使得高频分量较多，必须使用带
4、通滤波器处理，这样信号也必将受到滤波器性能的影响，且信号的过渡区不明显，较难提取位定时信息 6。 三、 调相法实现 QDPSK调制 调相法又称正交调制法，其基本原理如图 2所示 7。 图 2 QDPSK正交调制器 QDPSK可以看成由两个 BPSK调制器构成 8。输入的串行二进制信息序列经串一并变换，分成两路 速率减半的序列，电平发生器分别产生双极性二电平信号 I(t)和 Q(t)，然后对和 进行调制，相加后即得到 QDPSK信号。 调相法将相对码与来自数控振荡器的两路正交的载波相乘后再相加，就可以输出已调QPSK信号；但是码元切换时波形会发生相位跳变，旁瓣功率较大，需要经过带限滤波后才能够发
5、射，应用时对带限滤波器的要求较高 9。 四、 脉冲插入法实现 QDPSK调制 除了上述两种基本方法，另一种调制方法是脉冲插入法。频率为 4倍载频的定时信号，经两级二分频输出。输入信息经串一并变换逻辑控制电路，产生 /2推动脉冲和推 动脉冲，在 /2推动脉冲作用下第一级二分频多分频一次，相当分频链输出提前 /2相位，在推动脉冲作用下第二级二分频多分频一次，相当于提前相位。因此可以用控制两种推动脉冲的办法得到不同相位的载波。 显然，分频链输出也是矩形脉冲，需经带通滤波才能得到以余弦波作载波的 QDPSK信号3 10。增加了实验的复杂程度。 五、 QDPSK的实现与仿真 调相法和相位选择法均可以 采
6、用模拟电路实现，但该方法存在许多缺陷与不足。一方面 , 由于受模拟器件的非线性及器件特性随温度变化的影响 ,系统一致性和稳定性较差 ; 另一方面 , 模拟 调制器的体积大、成本高 , 系统调试和生产的难度也较大，并且在硬件电路是那个不能得到需要的数据。 基于 DSP的 QDPSK调制实现。把模拟信号通过采样量化，转化为适合于数字硬件处理的数字信号 ;再将数字信号由加法器，乘法器，逻辑元件 (微处理器 )组成的数字系统进行处理 ;最后将经过处理的数字信号通过数模转换变为相应的模拟信号，达到对实际模拟信号处理的目的。基于 DSP的 QDPSK实现优点是接口方便，编程方便，稳定性好，精度高，可重复性
7、好，集成方便。缺点是对于简单的信号处理任务，如与模拟交换线的电话接口，若采用 DSP则使成本增加。 DSP系统中的高速时钟可能带来高频干扰和电磁泄漏等问题，而且 DSP系统消耗的功率也较大。此外， DSP技术更新的速度快，数学知识要求多，开发和调试工具还不尽完善。 由于硬件电路实现仿真时不方便。因此， QDPSK可以用过 C+和 Matlab来实现 QDPSK仿真调制 11。 文献 12提到了 C+可以实现 QDPSK调制。 VC是 WindowS环境下最流行的应用开发系统，它在运行速度、实现功能和开发应用程序界面方面功能强大。利用它可以完成各种各样的应用开发，从底层软件到直接面向用户的软件。
8、设计 QDPSK调制解调器，首先深入了解 QDPSK调制解调的原理及算法，再编写 C+语言的程序来验证算法的正确性 12。 文献 13提到了 MATLAB也可以实现 QDPSK的调制 13.MATLAB 作为一种功能强大的数据分析和工程计算高级语言，已被广泛应用于现代科学技术研究和工程设计的各个领域 . QPSK/QDPSK调制具有较高的频谱利用率和强抗干扰性，通过 matlab软件的仿真可以弥补硬件设备中由于干扰引起的误差，并且能够快速有效的对信号进行处理 14. 六、 总结 本文主要讲述了 QDPSK调制的各种实 现方法以及它们的仿真情况。对这些方法分别概括了各自的优缺点。 在不同的条件下
9、选择不同的方法来实现 QDPSK调制很有必要。 QDPSK调制手段的多样化成为了当今社会发展的一个重要趋势。 参考文献 1. 张毅 ,李晓瑞 ,沈红星 ,徐伯庆 . QDPSK 调制技术并运用 SystemView 实现 J. 仪器仪表学4 报 .2005 年 8 月，第 26 卷第 8 期增刊 .161-163 2. 尹晓琦 .基于虚拟仪器的 QDPSK 调制系统的模块化设计 J. 电测与仪表， 2010 年第 12期 .57-58 3.谢斌 . 基于 MATLAB/SIMULINK的 QDPSK通信系统仿真 D. 江西理工大学信息工程学院，2008 年 4 月 .47-48 4.王 磊 ,
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