摘 要：本文敘述了數(shù)字相位調(diào)制及解調(diào)的基本原理和方法，并用MATLAB軟件仿真其算法，最后用數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）實(shí)現(xiàn)了BPSK調(diào)制與解調(diào)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字移相鍵控調(diào)制解調(diào)；MALTAB仿真；數(shù)字信號(hào)處理器

通信技術(shù)自從進(jìn)入第二代移動(dòng)通信以后有了飛速的發(fā)展，可謂是日新月異，數(shù)字通信代替模擬通信是其關(guān)鍵原因之一，調(diào)制技術(shù)是數(shù)字通信系統(tǒng)中必備的技術(shù)，調(diào)制解調(diào)模塊也是數(shù)字通信系統(tǒng)中必不可少的一部分。雖然在現(xiàn)在的數(shù)字通信系統(tǒng)中使用的數(shù)字調(diào)制技術(shù)主要是GMSK和QPSK，但是PSK（數(shù)字移相鍵控，本論文主要介紹的是2PSK及2DPSK）作為數(shù)字相位調(diào)制技術(shù)中最為簡(jiǎn)單，最易實(shí)現(xiàn)的一種也有著其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，比如占用帶寬僅為FSK的一半，確有著比包括FSK在內(nèi)的許多種調(diào)制技術(shù)更好的抗噪聲性能以及抗碼間干擾能力。而且其他的具有更優(yōu)良性能的數(shù)字相位調(diào)制技術(shù)如QPSK也是在其基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)的，因此對(duì)PSK做一定的研究和分析也是必要的。

1 數(shù)字移相調(diào)制技術(shù)（PSK）的基本原理

圖1表示數(shù)據(jù)a=[1 0 0 0 1 1 1 1]的2PSK基帶信號(hào)波形、其對(duì)應(yīng)的調(diào)制信號(hào)波形、其對(duì)應(yīng)的2DPSK基帶信號(hào)波形和調(diào)制信號(hào)波形，2DPSK波形定義首字符為0，調(diào)制時(shí)以一個(gè)周期調(diào)制一個(gè)碼元，圖1第一個(gè)波形表示a的2PSK基帶信號(hào)波形，第二個(gè)波形表示經(jīng)碼變換后的以0開(kāi)始的2DPSK基帶波形，第三個(gè)波形表示a的2PSK調(diào)制信號(hào)波形，第四個(gè)波形為a的2DPSK調(diào)制信號(hào)波形。

由圖1可以看出PSK是以相位來(lái)區(qū)分0、1碼元的，2DPSK和2PSK之間的區(qū)別僅僅在于：2PSK是直接利用載波的相位來(lái)表示0、1代碼，2DPSK是用載波的相對(duì)相位來(lái)區(qū)分碼元0、1的，如上圖用一個(gè)周期表示一個(gè)碼元時(shí)，當(dāng)調(diào)制信號(hào)的兩個(gè)相鄰周期的相位相同時(shí)表示代碼1，相位不同時(shí)表示代碼0。在實(shí)際的2DPSK調(diào)制實(shí)現(xiàn)是這樣的：先對(duì)信號(hào)碼元進(jìn)行碼元變換，然后再進(jìn)行2PSK調(diào)制。

2 數(shù)字移相鍵控（PSK）的MATLAB仿真

上圖為濾波后信號(hào)與載波相乘后的信號(hào)波形，也就是調(diào)制程序輸出的已調(diào)信號(hào)。從圖中我們可以看出，輸入信號(hào)在基帶波形成型后進(jìn)行了極性變換，原來(lái)的碼元0變換為了-1、1則仍為1。并且這個(gè)程序是對(duì)一個(gè)碼元采樣八個(gè)點(diǎn)的。根升余弦濾波主要是對(duì)基帶波形做了變換，使得原基帶波形變得比較圓化，并且有一定的濾波時(shí)延和拖尾，在這個(gè)程序中因?yàn)椴捎玫氖?1階濾波，所以時(shí)延為3個(gè)碼元。載波調(diào)制后輸出的已調(diào)信號(hào)是通過(guò)余弦波形的相位來(lái)區(qū)分碼元的，其中相位0表示碼元1，相位180度表示碼元1。并且該程序使用的是2PSK調(diào)制，沒(méi)有使用2DPSK，如果要進(jìn)行2DPSK調(diào)制，只需要在基帶波形成型前對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行碼元變換，在解調(diào)程序的判決輸出后，對(duì)碼元進(jìn)行反變換就可以實(shí)現(xiàn)了。

接著運(yùn)行解調(diào)程序，解調(diào)程序可分兩種情況運(yùn)行，一種是在不加任何躁聲的情況下解調(diào)輸如信號(hào)，得到的解調(diào)信號(hào)是理想化的信號(hào)。實(shí)際的通信系統(tǒng)中是不存在沒(méi)有噪聲的情況的，因此，為了更好的模擬現(xiàn)實(shí)通信系統(tǒng)，就有了第二種方法，在調(diào)制信號(hào)后加入高斯白躁聲，然后再進(jìn)行解調(diào)，這樣解調(diào)出來(lái)的信號(hào)是比較接近現(xiàn)實(shí)的通信情況的。本文為了更好的體現(xiàn)程序的正確性，對(duì)兩種情況都進(jìn)行了仿真。

本MATLAB程序仿真的算法是是一種比較可行的算法，其誤碼率最大也是低于0.025的。在調(diào)制與解調(diào)的過(guò)程中都使用根升余弦51階濾波器濾波時(shí)，是有6個(gè)碼元的濾波時(shí)延的。也就是說(shuō)解調(diào)出來(lái)的前6個(gè)碼元是不正確的，而輸出到調(diào)制程序的信號(hào)的最后6個(gè)碼元是解調(diào)不出來(lái)的，為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以在輸入信號(hào)時(shí)，在需要調(diào)制的信號(hào)的末尾加6個(gè)無(wú)用的碼元。而在解調(diào)積分判決輸出解調(diào)信號(hào)時(shí)從第7個(gè)碼元開(kāi)始輸出。

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