毕业设计论文-qdpsk调制解调器的设计

毕业设计论文-qdpsk调制解调器的设计内容摘要：

杂的单元，并与指定的库映射生成新的网表，这是减小电路规模的一条必由之路。 ⑸ 布局布线。 在 PLD 设计中， 35 步可以用 PLD 厂家提供的开发软件（如 Maxplus2） 7 自动一次完成。 ⑹ 后仿真（时序仿真）需要利用在布局布线中获得的精确参数再次验证电路的时序。 （ ASCI 设计中，这一步骤称为第二次 Sign—off）。 ⑺ 生产。 布线和后仿真完成之后，就可以开始 ASCI 或 PLD 芯片的投产。 同样，使用 Max+plusII 基本上也是有以上几个步骤，但可简化为： ⑴ 设计输入 ⑵ 设计编译 ⑶ 设计仿真 ⑷ 下载 设计目的 (1) 学习使用 EDA集成设计软件 MxplussII，电路描述，综合，模拟过 程； (2) 掌握使用 EDA工具设计数字系统的设计思路和设计方法。 体会使用 EDA综合过程中电路设计方法和设计思路的不同。 (3) 掌握数字调制解 调的方法和原理，极其具体实现过程，进一步掌握通信原理和移动通信中的关键技术 QDPSK。 8 第 2 章 QDPSK 调制解调器设计的方案及原理 方案一 用硬件电路实现 适用于模拟、数字信号的调制解调系统。 并且能够调制、解调出较好的波形，在调制部分用 M序列发生器产生调制信号，能实现对任何信号的调制。 在解调部分采用同相正交环提取载波的方法能够准确的提取出载波信号，并且系统能挑出眼图，且滤波性能好，不会使信号失真过大。 但实现比较困难，每个 模块的设计比较烦琐，耗时、耗力 „ 任务繁重，不太适合课程设计的制作，由于任务书和时间的限定，所以不选择此方案。 方案二 用软件实现 此次的 QDPSK 调制解调器的设计只是针对数字信号而言，数字信号的调制与解调比较简单，只需要利用 EDA 技术 ，采用原理图输入法 结合 QDPSK 的调制解调原理框图， 先进行计算机模拟仿真 成功后 ， 然后下载到开发板上 对 QDPSK 信号的 进行了调制和 解调 进行测试。 通常对 QDPSK 信号用相位比较法进行解调。 它利用延迟电路将前一双比特码元信号延迟一个码元的时间 T 后 ,分别移相 π/ 4 和 π/ 4 , 再将它们分别作为上、下支路的相干载波 . 另外它不需要采用码变换器 ,这是因为 QDPSK 信号的信息包含在前后码元相位差中 ,而此时的解调原理就是直接比较前后双比特码元的相位 . 若不考虑噪声及信道畸变 ,则送入解调器的第 k 个双比特码元的 QDPSK信号为 9 S k(t) = Msin (ωt +θk)。 方案比较 方案一和方案二在理论上都是可行的。 QDPSK 调制与解调器用硬件实现比较复杂而且 耗时、耗力不太适合课程设计的制作，由于 课程设计任务重、 时间 短，所以不选择此方案，选择方 案二容易实现。 QDPSK 调制、解调原理 QDPSK调制原理 QDPSK 又叫四相绝对相移调制， QDPSK 利用载波的四种不同相位来表征数字信息。 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。 我们把组成双比特码元的前一信息比特用 a代表，后一信息比特用 b 代表。 双比特码元中两个信息比特 ab 通常是按格雷码排列的，它与载波相位的关系如表 21 双比特码元与载波相位关系 所示，矢量关系如图 所示。 图 （ a）表示 A 方式时 QDPSK信号矢量图，图 （ b）表示 B方式时 QDPSK 信号的矢量图。 由于正弦和余弦的互补特性，对于载波相位的四种取值，在 A 方式中： 45176。 、135176。 、 225176。 、 315176。 ，则数据 kI 、 kQ 通过处理后输出的成形波形幅度有两种取值177。 2/2 ； B 方式中： 0176。 、 90176。 、 180176。 、 270176。 ，则数据 kI 、 kQ 通过处理后输出的成形波形幅度有三种取值177。 0。 表 21 双比特码元与载波相位关系 双比特码元 载波相位 a b A方式 B 方式 0 1 1 0 1 0 1 1 225176。 315176。 45176。 135176。 0176。 90176。 180176。 270176。 10 ( 1 , 1 )( 0 , 1 )( 0 , 0 ) ( 1 , 0 )4 5 176。 ( 1 , 0 )( 1 , 1 )( 0 , 1 )( 0 , 0 )0 176。 参 考 相 位参 考 相 位( a ) ( b ) 图 QDPSK 信号的矢量图 正交调幅法 QDPSK 调制器：正交调幅又法 QDPSK 调制器亦称调相法。 用调相法产生 QDPSK 信号的组成方框图如图 所 示，图中串 /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序列。 假设两个双极性序列中的二进制数字分别为 a和 b，每一 ab称为一个双比特码元，双极性的 a 和 b脉冲通过两个平衡调幅器分别对同相载波及正交载波进行二相调制，得到图 所示的 调相法矢量图。 将两路输出叠加，即得到如图 中的实线所示的四相相移信号，其相位编码逻辑关系如表 22 QPSK信号相位编码逻辑关系 所示。 a ( 1 )b ( 1 )b ( 0 )a ( 0 )( 1 , 1 )( 1 , 1 )( 1 , 1 )( 1 , 1 ) 图 调相法矢量图 表 22 QPSK 信号相位编码逻辑关系 a 1 － 1 － 1 1 b 1 1 － 1 － 1 11 a路平衡调制器输出 b路平衡调制器输出 合成相位 0176。 90176。 45176。 180176。 90176。 135176。 180176。 270176。 225176。 0176。 270176。 315176。 全数字法 QDPSK 调制器：这种调制器可采用 5万门 CPLD/FPGA 和 D/A转换来实现。 具体框图如图 全数字法 QDPSK 调制 原理框图 所示 图 全数字法 QDPSK 调制 原理框图 相位选择法 QDPSK 调制器：这种调制器具有硬件实现简单、价格低等优点，被广泛采用，并且这种调制器非常适合数字电路实现，本次设计的电路即采用相位选择法选择 QDPSK 调制器。 图 QDPSK 相位选择法 调制原理框图 用相位选择法产生 QDPSK 信号 调制原理 框图如图 所示。 图中四相载波发生器分别送出调相所需的四种不同的载波。 按照串 /并变换器 输出的双比特码元的不同，逻四相载波 发 生 器 逻辑选 相电路 串 /并变换 差分编码 带 通 滤波器 12 辑选相电路输出相应相位的载波，例如双比特码元 ab 为 11时，输出相位为 45176。 的载波； ab 为 01 时，输出的相位为 135176。 的载波等。 QDPSK 解调 原理 由于 QPSK 可以看作是两个正交 2PSK 信号的合成，故它可以采用与 2DPSK 信号类似的解调方法进行解调，即由两个 2PSK 信号相干解调器构成，其原理框图如图 所示。