基于DSP的PSK信号调制设计与实现

　　数字调制信号又称为键控信号， 其调制过程是用键控的方法由基带信号对载频信号的振幅、频率及相位进行调制。这种调制的最基本方法有三种： 振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)， 同时可根据所处理的基带信号的进制不同分为二进制和多进制调制(M进制)。多进制数字调制与二进制相比， 其频谱利用率更高。其中， QPSK (即4PSK) 是MPSK (多进制相移键控) 中应用较广泛的一种调制方式。为此， 本文研究了基于DSP的BPSK以及DPSK的调制电路的实现方法， 并给出了DSP调制实验的结果。

　　1 BPSK信号的调制实现

　　二进制相移键控(BPSK) 是多进制相移键控(MPSK) 的基础， 2PSK是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式。

　　2PSK信号形式一般可表示为：

　　用已调信号载波的0相位和π相位分别表示二进制数字基带信号的1和0的相位键控方式， 通常被称为绝对移相方式。2PSK信号的调制框图如图1所示。图2是2PSK信号的软件实现流程图。

图1 2PSK信号调制原理图

图2 2PSK信号产生流程图

　　当恢复的相干载波产生180°倒相时， 其解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好相反， 此时的解调器输出数字基带信号全部出错。这种现象称为“倒π” 或“反向工作” 现象。为此， 一般不采用2PSK方式， 而采用一种所谓的相对(差分) 移相(2DPSK) 方式。

　　2DPSK是利用前后相邻码元的相对载波相位值来表示数字信息的一种方式。2DPSK信号相位的变化规律是： 信息代码(绝对码) 为“1” 时，本码元内2DPSK信号的初相相对于前*元内2DPSK信号的末相变化1800; 信息代码为“0”时， 本码元内2DPSK信号的初相相对于前*元内2DPSK信号的末相不变化。2DPSK的实现方法是首先对二进制数字基带信号进行差分编码， 将绝对码表示的二进制信息变换为用相对码表示的信息， 然后再进行绝对调相， 从而产生二进制差分相位键控信号。2DPSK信号调制过程中的波形图如图3所示。其中绝对码与相对码的转换模式如图4所示：

图3 2DPSK信号调制过程波形图

图4 绝对码与相对码的互相转换结构图

　　在2DPSK的解调过程中， 相干载波产生的相位模糊会使解调出的相对码产生倒置现象。但经过码反变换器后， 由于输出的绝对码不会发生任何倒置现象， 因而就不会出现“倒π” 现象。图5所示是2PSK和4DPSK的信号波形比较图。

图5 2PSK和2DPSK信号的波形图