QDPSK信号的数字化生成及解调方法研究--《中南大学》2007年硕士论文
QDPSK信号的数字化生成及解调方法研究
【摘要】：
软件无线电是近年迅速发展起来的新技术，给无线通信领域带来了新的格局，并促进了其相关产业的迅速发展。在软件无线电技术中，数字信号处理，特别是信号的调制解调，占据着重要的地位。软件无线电中的各种调制解调过程是以一个通用的数字信号处理平台为支撑，利用各种软件来完成的，并被称为数字化调制解调。QDPSK信号克服了绝对相移调制信号解调时存在的相位模糊问题，并具有频带利用率高，误码率低等优点，已经广泛应用于无线通信中，成为现代通信中一种十分重要的调制信号方式。QDPSK信号的数字化调制解调方法的改进对于软件无线电技术的发展有着重要意义。
本文分析了软件无线电技术及QDPSK、π／4-QDPSK信号调制解调基本原理。对于已有的数字调制解调方法的优缺点进行了讨论，提出了改进的QDPSK及π／4-QDPSK信号数字化调制解调方案。在信号的数字化调制算法中将码元分为稳定区和过渡区，稳定区的波形直接使用存储的余弦函数样值序列产生，过渡区波形则是通过调用存储的过渡区参数来实现频率过渡和幅值衰减。新的数字化解调方法，是通过对码元稳定区的样值进行DFT计算，获得本码元相对于前一码元的相位跳变值，进而判决该列码元数据。本文对新的数字化QDPSK及π／4-QDPSK调制解调系统进行了仿真研究，并与原有的调制解调算法的各项性能参数比较，结果表明，本文所提出的QDPSK及π／4-QDPSK调制解调算法的计算量小，调制信号的高频分量少，解调误码率较低，性能优于传统的调制解调算法。
【关键词】：
【学位授予单位】：中南大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2007【分类号】：TN925;TN763【目录】：
ABSTRACT4-7
第一章 绪论7-13
1.1 课题研究背景7-8
1.2 研究目的与意义8
1.3 国内外研究水平与现状8-11
1.3.1 软件无线电的发展8-10
1.3.2 数字信号处理算法研究现状10-11
1.3.3 发展中面临的问题11
1.4 解决方案11-12
1.5 论文介绍12-13
第二章 QDPSK及π/4-QDPSK信号数字化调制方法研究13-40
2.1 基于电路的QDPSK信号调制方法13-14
2.2 QDPSK信号的数字化调制方案14-21
2.2.1 QDPSK数字化调制原理15-17
2.2.2 构造过渡区波形数据17-21
2.3 通信系统仿真方法21-22
2.3.1 通信系统仿真的概念及步骤21-22
2.3.2 通信仿真工具的选择22
2.4 QDPSK信号数字化调制的仿真研究22-29
2.4.1 QDPSK信号数字化调制仿真流程22-23
2.4.2 二进制随机码元的生成23-24
2.4.3 QDPSK数字化调制信号产生24-26
2.4.4 频谱及功率谱分析26-29
2.5 π/4-QDPSK信号数字化调制29-40
2.5.1 π/4-QDPSK信号及其调制原理29-31
2.5.2 π/4-QDPSK信号数字化调制方式31
2.5.3 π/4-QDPSK数字化调制过渡区数据产生31-38
2.5.4 π/4-QDPSK信号的性能38-40
第三章 π/4-QDPSK信号数字化解调方法研究40-55
3.1 基于电路的信号解调方法40-41
3.2 基于DFT的QDPSK信号数字化解调方法41-43
3.2.1 QDPSK信号数字化解调原理41-42
3.2.2 解调误码率分析42-43
3.3 基于DFT的π/4-QDPSK信号数字化解调方法43-55
3.3.1 π/4-QDPSK信号数字化解调原理43-45
3.3.2 π/4-QDPSK信号数字化解调的仿真研究45-46
3.3.3 信道噪声46-47
3.3.4 噪声滤波问题47-51
3.3.5 基于DFT的π/4-QDPSK信号解调实现51
3.3.6 解调误码率分析51-52
3.3.7 π/4-QDPSK信号解调中的位同步调整52-55
第四章 实际应用中相关问题讨论55-66
4.1 QDPSK信号数字化调制在DSP上的实现方案55-59
4.1.1 软件无线电中的DSP应用55-56
4.1.2 DSP芯片的选择56-57
4.1.3 TMS320C545芯片基本结构57-58
4.1.4 QDPSK信号数字化调制解调方案运算量分析58-59
4.2 差错控制编码在通信系统中的应用59-66
4.2.1 差错控制编码技术59-61
4.2.2 汉明码及循环码61
4.2.3 扩展汉明循环码61-66
第五章 总结与展望66-68
5.1 总结66-67
5.2 展望67-68
参考文献68-71
攻读学位期间主要的研究成果72
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　　出版社: 科学出版社; 第1版 (日) 　　丛书名: 21世纪电子电气工程师系列 　　平装: 197页 　　正文语种: 简体中文 　　开本: 16 　　ISBN:
　　条形码: 2 　　尺寸: 20.8 x 14.6 x 1.4 cm 　　重量: 259 g
数字调制解调基础 - 作者简介
　　作者：（日本）关清三 译者： 张岩
数字调制解调基础 - 内容简介
　　《数字调制解调基础(双色)》是21世纪电子电气工程师系列之一，主要讲解IT技术中最关键、最基本的调制解调技术，内容深入浅出，通俗易懂，有丰富的应用举例和图书，每章末附有练习题，并在卷末给出了练习题答案。 　　《数字调制解调基础(双色)》主要内容有数字调制解调基础，振幅变化的利用，相位变化的利用，频率变化的利用，多值调制方式，数字调制解调的实际应用等。
数字调制解调基础 - 目录
　　第1章 概述 　　1.1 载波通信和无线通信的发展 　　1.1.1 通信与电磁波 　　1.1.2 电磁波的发现与无线通信 　　1.1.3 电报信号的多路化 　　1.1.4 无线通信的发展历程 　　1.2 PCM的基础 　　1.2.1 PCM信号通信 　　1.2.2 模拟信号的编码 　　1.2.3 噪声与误码 　　1.2.4 频谱与采样原理 　　1.2.5 主要基本信号的傅里叶变换 　　1.2.6 带宽 　　练习题 　　第2章 方式 　　2.1 调制原理 　　2.2 信号空间 　　2.2.1 载波信号的表示 　　2.2.2 ASK方式的信号空间图 　　2.3 谱宽 　　2.4 调制电路 　　2.5 解调原理 　　2.5.1 包络检波解调 　　2.5.2 解调 　　2.6 误码率的特性 　　2.6.1 通信质量的概念 　　2.6.2 检波输出的概率密度分布 　　2.6.3 误码率特性 　　练习题 　　第3章 二相调制方式 　　3.1 调制原理 　　3.2 信号谱宽 　　3.3 调制电路 　　3.3.1 反射式2.电路和通过式2－ASK调制电路 　　3.3.2 环形调制器 　　3.4 解调方法(1)——同步检波方式 　　3.4.1 载波再生方法 　　3.4.2 同步检波解调 　　3.5 解调方式(2)——延迟检波方式 　　3.6 误码率特性 　　3.6.1 同步检波方式 　　3.6.2 延迟检波方式 　　练习题 　　第4章 四相调制方式 　　4.1 调制原理 　　4.2 信号空间图 　　4.3 谱宽 　　4.4 调制电路 　　4.4.1 级联型 　　4.4.2 并联型 　　4.5 解调方法(1)——同步检波方式 　　4.5.1 级联型 　　4.5.2 并联型 　　4.6 解调方法(2)——延迟检波方式 　　4.6.1 延迟检波方式解调的基本电路构成 　　4.6.2 延迟检波方式解调的原理 　　4.6.3 正确信息信号的解调方法 　　4.7 误码率特性 　　4.7.1 同步检波方式解调中的误码率特性 　　4.7.2 延迟检波方式解调中的误码率特性 　　练习题 　　第5章 频率变化的利用 　　5.1 FM和FSK 　　5.2 调制原理 　　5.3 信号空间与谱宽 　　5.4 解调方法 　　5.4.1 频率检测——频率检波 　　5.4.2 相位差检测——延迟检波 　　5.4.3 相位检测——同步检波 　　5.5 MSK方式 　　5.6 GMSK方式 　　5.7 波形窗产生的MSK信号 　　5.7.1 QPSK和 　　5.7.2 频带限制时的QPSK和OQPSK的同步检波眼图 　　5.7.3 MSK信号的频谱 　　练习题 　　第6章 多值调制方式 　　6.1 八相调制方式——8－PSK 　　6.1.1 信号空间图与信号间的距离 　　6.1.2 利用自然二进制的8.PSK调制与解调 　　6.1.3 利用格雷编码的8.PSK调制电路 　　6.1.4 对格雷编码8－PSK方式的解调电路 　　6.1.5 8－PSK传输时同步检波方式解调中的误码率特性 　　6.2 十六相调制方式——16－PSK 　　6.3 振幅相位调制方式(/QAM方式) 　　6.3.1 基本传输信号的产生方法——正交振幅的调制与合成 　　6.3.2 产生16值APSK(16值QAM)信号的其他方法——叠加调制方式 　　6.3.3 16值APSK(16值QAM)方式的传输特性 　　6.3.4 理想的APSK信号 　　练习题 　　第7章 数字调制解调的实际应用 　　7.1 传真通信中的传输 　　7.2 数字微波传输方式 　　7.2.1 ISDN和数字微波 　　7.2.2 在数字电路中产生中频信号的技术 　　7.3 移动通信 　　7.3.1 移动通信的外部条件 　　7.3.2 移动通信中使用的调制解调方式 　　7.3.3 ISDN的一部分——SS－CDMA 　　7.4 OFDM调制解调方式 　　7.4.1 多重载波调制的概念 　　7.4.2 OFDM收发信号 　　7.4.3 OFDM传输方式的基本构成 　　7.4.4 传输信号的频谱 　　附录 　　参考文献 　　练习题解答
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二进制频移键控信号的数字复调制与数字复解调方法
项目编号：
技术简要说明
本发明涉及一种二进制频移键控信号的数字复调制方法，该方法采用复信号处理的原理来实现二进制频移键控（２ＦＳＫ）信号的复调制与复解调，可以将带通滤波器的设计转化成低通滤波器的设计，对于中心频率不同的二进制频移键控信号不需要设计种类繁多的带通滤波器，对于传输带宽相同的二进制频移键控信号只需要设计一种低通滤波器，大大的降低了信号处理算法的复杂程度；在解调时不会出现小数倍延迟，不需要设计小数倍延迟滤波器；复数相乘后的积不需要低通滤波器进行滤波，只取虚部而直接进行数据解调判决。
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申请人：王奎甫;张德喜
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温馨提示：该专利受国家知识产权法保护。如您希望使用该专利，请联系专利权人，获得专利权人的授权许可。
一种二进制频移键控信号的数字复调制方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：①当数据传输速率不大于１２００ｂ／ｓ时，抽样速率确定为９．６ｋＨｚ；当数据传输速率为２４００ｂ／ｓ时，抽样速率确定为１９．２ｋＨｚ；当数据传输速率为４８００ｂ／
ｓ时，抽样速率确定为３８．４ｋＨｚ；②将要传输的二进制频移键控信号的初始相位设定为０，对传输的数据进行抽样，每次抽样时相位变化的步长为２π乘以频偏除以抽样速率；③如果传输的数据为“０”，则传输的二进制频移键控信号现在的相位值
等于原来的相位值加上相位变化的步长，如果传输的数据为“１”，则传输的二进制频移键控信号现在的相位值等于原来的相位值减去相位变化的步长；④然后根据现在的相位值得到复正弦信号，通过实低通滤波器抑制带外频谱成分，此时得到频带中心频率为零频
（０Ｈｚ）的复低通信号，对复低通信号进行复调制，复调制所需的载波频率为二进制频移键控实带通信号频带的中心频率，将复低通信号的频谱向右搬移至所要求的中心频率；⑤取复调制后的信号的实部，经过Ｄ／Ａ转换即可得到所要传输的相位连续的二进制频
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