信號調(diào)制(QPSK)

1、成 績 評 定 表學(xué)生姓名張建班級學(xué)號1203030325專 業(yè)電子信息工程課程設(shè)計(jì)題目信號調(diào)制（QPSK）評語組長簽字：成績?nèi)掌?20 年 月 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 院信息科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè)電子信息工程學(xué)生姓名張建班級學(xué)號 1203030325課程設(shè)計(jì)題目信號調(diào)制（QPSK）實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):1.將數(shù)字信號調(diào)制成模擬信號（QPSK）。2.在DSP TMS320C5509上實(shí)現(xiàn)信號調(diào)制。3.學(xué)會對信號的調(diào)制與分析。工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:第一周： 熟悉環(huán)境，查閱相關(guān)資料第二周： 代碼編譯鏈接與仿真設(shè)計(jì)第三周： 程序調(diào)試與編譯，性能分析及驗(yàn)收第四周： 撰寫課程設(shè)計(jì)報告、答辯指導(dǎo)教師： 201 年

2、月 日專業(yè)負(fù)責(zé)人：201 年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長：201 年 月 日摘 要調(diào)制解調(diào)器是利用模擬通信網(wǎng)來完成一系列數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵設(shè)備之一。近些年來，隨著科技的快速發(fā)展和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)量的日益增加以及業(yè)務(wù)范圍的不斷擴(kuò)大化，對于Modem的傳輸速率以及性能指標(biāo)相應(yīng)的提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于DSP芯片具有有體積小、重量輕、使用靈活方便等優(yōu)點(diǎn)，同時DSP技術(shù)具有數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、運(yùn)行速度快的特點(diǎn) ，因此基于DSP技術(shù)的調(diào)制解調(diào)器在通信系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。本論文先簡要闡述了C55xDSP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理，探討了C55xDSP技術(shù)的優(yōu)勢所在。隨后在論述調(diào)制解調(diào)器工作原理的基礎(chǔ)上，給出了一種基于C

3、55xDSP的通用基帶調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)。該調(diào)制解調(diào)器硬件以C55x DSP芯片為核心，包括FPGA/CPLD、可編程開關(guān)電容濾波器、A/D變換器、D/A變換器、編解碼器、RS-232異步通信接口電路及時鐘電路等。調(diào)制解調(diào)器軟件包括:外設(shè)接口初始化、接收、發(fā)送、編碼、基帶調(diào)制、濾波、載波同步、位同步、解調(diào)、幀同步等。關(guān)鍵詞：調(diào)制解調(diào)器；DSP；濾波；編碼目 錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)及目的11.1設(shè)計(jì)任務(wù)11.2設(shè)計(jì)目的12 設(shè)計(jì)原理12.1 QPSK調(diào)制的描述12 .2QPSK調(diào)制原理13 軟件程序23.1主程序yao.asm清單23.2 QPSK調(diào)制的DSP實(shí)現(xiàn)73.2.1參數(shù)設(shè)定73.2.2子程序說明

4、73.3符號設(shè)定83.4主要部分程序83.5命令文件124 程序運(yùn)行結(jié)果及分析145 結(jié) 論16參考文獻(xiàn)171 設(shè)計(jì)任務(wù)及目的1.1設(shè)計(jì)任務(wù)課程設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過動手做軟件和硬件設(shè)計(jì)，能夠熟練掌握數(shù)字信號處理技術(shù)，增加對基礎(chǔ)知識的消化和理解。其內(nèi)容包括：FIR濾波器，IIR濾波器，F(xiàn)FT快速傅里葉變換 ，語音處理，D/A轉(zhuǎn)換等。1.2設(shè)計(jì)目的（1）將數(shù)字信號調(diào)制成模擬信號(QPSK調(diào)制)（2）輸出調(diào)制后的信號。2 設(shè)計(jì)原理2.1 QPSK調(diào)制的描述四相相移鍵控調(diào)制（Quaternary Phase Shift Keying，QPSK）是一種線性窄帶數(shù)字調(diào)制技術(shù)，它已經(jīng)在數(shù)字調(diào)制技術(shù)中

5、占有重要的地位，被廣泛地應(yīng)用于衛(wèi)星通信、移動通信、視頻會議系統(tǒng)、蜂窩電話和其它數(shù)字通信領(lǐng)域。具有頻帶利用率高、頻譜特性好、抗衰落性能強(qiáng)、較低的比特錯誤率等優(yōu)點(diǎn)。QPSK 基帶調(diào)制器的目的是把數(shù)據(jù)比特；映射成/4 相移D-QPSK 星座圖,并對I 和Q 脈沖；進(jìn)行頻譜整形,其調(diào)制器工作原理框圖如圖1 所示。2 .2QPSK調(diào)制原理所謂的QPSK調(diào)制就是利用載波的四種不同相位來表征數(shù)字信息，每一種載波相位代表兩個二進(jìn)制代碼元信息。由于每一個載波相位代表兩個二進(jìn)制碼元信息，所以每四個二進(jìn)制碼元又被稱為雙比*元。QPSK信號的表示式為其中，A為載波振幅，wc為載波角頻率，i為載波相位。若，則QPSK信

6、號的初始相位為0，若，則QPSK信號的初始相位為/4。將式（1）寫成I（t），Q（t）為+1或-1。則式（3）即為QPSK的數(shù)學(xué)表達(dá)式。QPSK信號的調(diào)制可分為相位選擇法和調(diào)相法，本文采用調(diào)相法進(jìn)行設(shè)計(jì)，其調(diào)制框圖如下圖1所示。 圖1 QPSK調(diào)相法調(diào)制框圖圖1中，串并變換器將輸入的二進(jìn)制序列依次分為兩個并行的雙極性碼序列。設(shè)二進(jìn)制數(shù)分別為a和b。雙極性的a和b脈沖通過兩個平衡調(diào)制器分別對同相載波和正交載波進(jìn)行二相調(diào)制，兩路輸出疊加后就可以得到QPSK信號。 3 軟件程序3.1主程序yao.asm清單 .mmregs .def startK_IF80 .set 1 .bss x,1.bss y

7、,1.bss SINSTP,1.bss SIN25P,1.datasinx .usect "sinx",1000cosx .usect "cosx",1000 fsin .usect "fsin",1000fcos .usect "fcos",1000qpsk .usect "qpsk",3000STACK.usect "STACK",10 table .word -8*32768/10000 .word -32*32768/10000 .word -75*32768/100

8、00 .word -114*32768/10000 .word -76*32768/10000 .word 126*32768/10000 .word 532*32768/10000 .word 1081*32768/10000 .word 1617*32768/10000 .word 1949*32768/10000 .word 1949*32768/10000 .word 1617*32768/10000 .word 1081*32768/10000 .word 532*32768/10000 .word 126*32768/10000 .word -76*32768/10000 .wor

9、d -114*32768/10000 .word -75*32768/10000 .word -32*32768/10000 .word -8*32768/10000 SINTAB: .word 07FFFH,07FD8H,07F61H,07E9CH,07D89H,07C29H,07A7CH,07884H .word 07641H,073B5H,070E2H,06DC9H,06A6DH,066CFH,062F1H,05ED7H .word 05A82H,055F5H,05133H,04C3FH,0471CH,041CEH,03C56H,036BAH .word 030FBH,02B1FH,02

10、528H,01F1AH,018F9H,012C8H,00C8CH,00648H .word 00000H,0F9B8H,0F374H,0ED38H,0E707H,0E0E6H,0DAD8H,0D4E1H .word 0CF05H,0C946H,0C3AAH,0BE32H,0B8E4H,0B3C1H,0AECDH,0AA0BH .word 0A57EH,0A129H,09D0FH,09931H,09593H,09237H,08F1EH,08C4BH .word 089BFH,0877CH,08584H,083D7H,08277H,08164H,0809FH,08028H .word 08001H

11、,08028H,0809FH,08164H,08277H,083D7H,08584H,0877CH .word 089BFH,08C4BH,08F1EH,09237H,09593H,09931H,09D0FH,0A129H .word 0A57EH,0AA0BH,0AECDH,0B3C1H,0B8E4H,0BE32H,0C3AAH,0C946H .word 0CF05H,0D4E1H,0DAD8H,0E0E6H,0E707H,0ED38H,0F374H,0F9B8H .word 00000h,00648H,00C8CH,012C8H,018F9H,01F1AH,02528H,02B1FH .w

12、ord 030FBH,036BAH,03C56H,041CEH,0471CH,04C3FH,05133H,055F5H .word 05A82H,05ED7H,062F1H,066CFH,06A6DH,06DC9H,070E2H,073B5H .word 07641H,07884H,07A7CH,07C29H,07D89H,07E9CH,07F61H,07FD8H .word 07FFFH .textstart:SSBX FRCTSTM #STACK+10,SP STM #sinx,AR1 STM #cosx,AR3 STM #fsin,AR4 STM #fcos,AR2 STM #qpsk,

13、AR0 ST #0,SIN25P CALL SIN25K STM #x,AR5 STM #y,AR7 ST #0xb8e4,*AR7 ;被調(diào)的信息 LD *AR7,B STL B,*AR5 ST #0,SIN25P STM #7,AR6 QPSKSTART:LD *AR5,B AND #11,B SFTL B,5 LD *AR5,A ROR A ROR A STL A,*AR5 LD SIN25P,A ADD B,A ADD #SINTAB,A STM #255,BRC RPTB QPSKEND SUB #SINTAB,A ADD SINSTP,A AND #07FH,A ADD #SINTA

14、B,AQPSKEND: READA *AR0+ BANZ QPSKSTART,*AR6- here:B hereSIN25K: STM #500, BRC RPTB SINRET-1 ST #K_IF80,SINSTP LD SIN25P,A ADD SINSTP,A AND #07FH,A STL A,SIN25P ADD #SINTAB,A READA *AR1+ LD SIN25P,A ADD #32,A AND #07FH,A ADD #SINTAB,A READA *AR3+ LD SIN25P,A ADD #64,A AND #07FH,A ADD #SINTAB,A READA

15、*AR4+ LD SIN25P,A ADD #96,A AND #07FH,A ADD #SINTAB,A READA *AR2SINRET RET .end 2. 3.2 QPSK調(diào)制的DSP實(shí)現(xiàn)3.2.1參數(shù)設(shè)定采樣速率384000次/S載波頻率48KHZ傳輸數(shù)據(jù)速率64Kb/s漢明窗平方根升余弦滾降滾降系數(shù)0.3551階FIR濾波3.2.2子程序說明QPSK_demod 子程序用來對接收信號進(jìn)行波形成型和低通根升余弦特性的濾波。sin_val子程序用線性內(nèi)插法提高正，余弦值的精度輸入輸出程序從A/D緩沖區(qū)讀入16b數(shù)據(jù)。經(jīng)過處理后，數(shù)據(jù)輸出至RW_BUFR和RW_BUFI緩沖區(qū)，形成為1

16、6b數(shù)據(jù)。3.3符號設(shè)定 RW_FILR.set 500H RW_FILI .set 600H RW_BUFR .set 700H RW_BUFI.set 900H RW_ADB .set 6000H RW_FILL.set 51H RW_BUFL .set 51H RW_ADBL .set 800H RW_BUFIN存放RW_BUFR和RW_BUFI的入口地址 RW_BUFOUT存放RW_BUFR和RW_BUFI的出口地址 RW_ADIN存放RW_ADB的入口地址 RW_ADOUT存放RW_ADB的出口地址 SIN_RP存放表sin_tab_512的讀取點(diǎn)位置3.4主要部分程序 psk_de

17、mod LD RW_ADIN,A;將A/D緩沖的入口放到A中 SUB RW_ADOUT,A;求A/D緩沖區(qū)的入口和出口之差 NOP NOP XC 2,ALT ADD #RW_ADBL,A SUB #8,A BC rw_demod00,ALET;檢查A/D緩沖區(qū)中是否有采樣值要解調(diào) LD RW_BUFOUT,A SUB RW_BUFIN,A NOP NOP XC,2,ALEQ ADD #200H,A SUB #24H,A BC rw_demod00,ALT;檢查RW_BUFR和RW_BUFI是否有空間 LD #RW_BUFR,A ADD RW_BUFIN,A;計(jì)算RW_BUFR的入口地址 STL

18、M A,AR1 LD #RW_BUFI,A ADD RW_BUFIN,A;計(jì)算RW_BUFI的入口地址 STLM A,AR2 LD RW_ADOUT,A ADD #RW_ADB,A;計(jì)算RW_ADB的出口地址 STLM A,AR3 STM #50,AR0 ;循環(huán)51次 STM #7,BRC RPTBD rw_dem01-1;循環(huán)下界到rw_dem01之前 STM #RW_ADBL,BK SSBX FRCT STM #FILR,AR4 STM #FILI,AR5 CALL sin_val;計(jì)算正，余弦值 LD *AR3+%,T MPY DATA5,A STH A,*AR4+0 MPY DATA6

19、,A STH A,*AR5+0 RSBX FRCT RPTZ A,#50 MACD *AR4-,scr_wave,A;R(t)信號進(jìn)行FIR濾波 STH A,*AR1+ RPTZ A,#50 MACD *AR5-,scr_wave,A;I(t)信號進(jìn)行FIR濾波 STH A,*AR2+rw_demo01 SSBX FRCT LD SR_BUFIN,A;改變RW_BUFR的入口地址 ADD #08H,A AND #1FFH,A STL A,RW_BUFIN LD RW_ADOUT,A;改變A/D緩沖區(qū)的出口地址 ADD #08H,A AND #RW_ADBL-1,A STL A,RW_ADOUT

20、rw_demo00 RETsin_val LD SIN_RP,A AND #3FH,A STL A,DATA0 LD DATA0,9,A STL A,DATA0;取低6b LD SIN_RP,10,A STH A,DATA1;取高9b LD DATA1,A ADD #sin_tab_512,A READA DATA2;第一個數(shù)據(jù)D1 ADD #1,A READA DATA3;第2個數(shù)據(jù)D2 LD DATA3,A SUB DATA2,A;D1-D2 STL A,DATA4 LD DATA0,T MPY DATA4,A ADD DATA2,16,A STH A,DATA5;正弦值（D1-D2）*x

21、xxxxxB LD DATA1,A ADD #80,A AND #1FFH,A ADD #sin_tab_512,A READA DATA2;第一個數(shù)據(jù)D3 ADD #1,A READA DATA3;第2個數(shù)據(jù)D4 LD DATA3,A SUB DATA2,A;D3-D4 STL A,DATA4 MPY DATA4,A ADD DATA2,16,A STH A,DATA6;余弦值（D3-D4）*xxxxxxB LD SIN_CH,A ADD #SIN_RP,A;修改sin_tab_512讀入地址 ADD #DEG45,A NOP NOP XC 2,ALT ADD #8000H,A AND #7

22、FFFH,A STL A,SIN_RP;保存修改后的地址 RETscr_wave ;滾降系數(shù)為0.35的根升余弦表 .word 0fff6H,00003H,00013H,0001eH,00019H,0fffaH,0ffc1H,0ff89H,0ff85H .word 0ffe8H,000c2H,001dcH,002a9H,0026aH,00087H,0fcf9H,0f89cH,0f53cH .word 0f52aH,0fa7eH,00633H,01781H,02bb9H,03ed2H,04c7dH,05174H,04c7dH .word 03ed2H,02bb9H,01781H,00633H,0

23、fa7eH,0f52aH,0f53cH,0f89cH,0fcf9H .word 00087H,0026aH,002a9H,001dcH,000c2H,0ffe8H,0ff85H,0ff89H,0ffc1H .word 0fffaH,00019H,0001eH,00013H,00003H,0fff6Hsin_tab_512;512點(diǎn)正弦值 .word 00000H,00192H,00324H,004b6H,00647H,007d9H,0096aH,00afbH,00c8bH .word 00e1bH,00fabH,01139H,012c8H,01455H,015e2H,0176dH,018f8H

24、,01a82H .word 01c0bH,01d39H,01f19H,0209fH,02223H,023a6H,02528H,026a8H,02826H .word 029a3H,02b1fH,02c98H,02e11H,02f87H,030fbH,0326eH,033deH,0354dH .word 036baH,03824H,0398cH,03af2H,03c56H,03db8H,03f17H,04073H,041ceH .word 04325H,0447aH,045cdH,0417cH,04869H,049b4H,04afbH,04c3fH,04d81H .word 04ebfH,04f

25、fbH,05133H,05269H,0539bH,054caH,055f5H,0571dH,05842H .word 05964H,05a82H,05b9dH,05cb4H,05dc7H,05ed7H,05fe3H,060ecH,061f1H .word 062f2H,063efH,064e8H,065ddH,066cfH,067bdH,068a6H,0698cH,06a6dH .word 06b4aH,06c24H,06cf9H,06dcaH,06e96H,06f5fH,07023H,070e2H,0719eH .word 0e57eH,0e708H,0e893H,0ea1eH,0ebabH

26、,0ed38H,0eec7H,0f055h,0f1e5H .word 0f375H,0f505H,0f696H,0f827H,0f9b9H,0fb4aH,0fcdcH,0fe6eH3.5命令文件-o converter1.out-m converter1.map-e startMEMORY PAGE 0: EPROM : org=0E000h, len=1000h PAGE 1: DARAM1 : org=1000h, len=1000h DARAM2 : org=2000h, len=1000h DARAM3 : org=3000h, len=1000h DARAM4 : org=4000h, len=1000h DARAM5 : org=5000h, len=100h DARAM6 : org=5100h, len=100h DARAM7 : org=5500h, len=500h DARAM8 : org=6000h, len=500h DARAM9 : org=0060h, len=10h DARAM10: org=6500h, len=3000h SEC