八相移键控调制解调算法研究与实现

• 作 者: 高武强
• 机 构: 北京大学
• 出 处: 北京大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 八相移键控 调制解调 差分编解码 串并并串变换 匹配滤波 载波同步 IIR滤波器

八相移键控(8PSK)调制解调技术能够有效利用无线信道有限的频带资源,因而在现代通信尤其是卫星高速通信领域得到了广泛应用。　　
首先,本文通过对8PSK信号的表达式进行推导,阐述了8PSK调制和解调的基本原理,并探讨了8PSK信号的误码性能;紧接着以8PSK基本理论为依据,对8PSK调制解调的功能模块进行了划分,给出了系统框图,并详细分析了其中关键模块的实现原理,包括差分编解码、串并并串变换、成形匹配滤波及锁相环、载波同步、位同步等,同时还对8PSK系统用Simulink进行了建模仿真,为后面8PSK调制解调算法的VHDL实现和上板调试提供了有力支持;然后从介绍FPGA开发设计的一般流程入手,对用ModelSim时序仿真过程中遇到的问题进行了总结并给出了相应的解决办法,接下来对8PSK调制解调电路的关键模块进行了VHDL实现并给出了ModelSim或Quartus仿真结果;最后,针对在实验室开发板上的调试情况和下一步需要解决的问题进行了系统总结。　　
在此基础上,本文采用VHDL硬件描述语言设计了8PSK调制解调算法。在8PSK调制解调系统的各个模块中,NCO采用查表法设计,该方法实现效率高,硬件电路设计简单;全数字锁相环中的环路滤波器非常重要,对环路的校正速度起调节作用,在设计中采用了IIR滤波器来实现;位同步采用了早迟门同步器来实现;载波同步采用8次方环的设计方案。　　
本文在分析了8PSK调制解调器基本原理的基础上详细介绍了各个功能模块的FPGA设计过程,具有一定的理论和实际意义。