融合为体，体现了灵活性和广泛的适应性，因而具有极强的生命力，这也是近年来全数字解调器成为国内研究热点的个原因。在国内，数字调制解调器研究己有不少研究成果。如海尔集成电路设计有限公司研制的符合标准的卫星信道解码器西安电子科大的无线局域网清华大学研制的可变码速调制解调器等。这些成果，打破了国外的技术垄断，走出了自主研发的道路，为国家通信事业做出了积极的贡献。现在，国家信息产业部对实现我国完全自主研制给予了很大的支持，以大唐电信为代表的国内很多单位已很深入地展开了此方面的研究，我国自主研发的标准得到国际公认后，其工程实现也迫在眉睫。数字化自主研发将成为我国时代的主要特征。面对大好的发展形势，电子科大电子工程研究所对可适用于系统的射频电路及数字基带处理器进行了积极的科研。针对系统更高的通信要求，制定了长远的科研计划。二〇四年五月二日星期五其中之就是实现种全数字多制式变码速基带处理器。本文作为基带处理器的部分内容，主要对调制解调技术在上实现进行研究，对其它类型以及改进类型的调制技术将在后继课题中开展。调制技术与数字通信调制即是正交相移键控简称，是种采用载波绝对相位传输信息的相位调制技术。它通常采用载波的,相位表示二进制数信息的，或者用载波的，表示，从而传递信息。调制是种窄带线形调制，频谱利用率较高，并且次可以传送个符号，理论上可工作于噪比为的恶劣环境下，具有较强的抗干扰能力，因此调制在很多数字通信中得到了广泛的应用。解调技术可分为相干解调和非相干解调两类，采用相干解调时会比非相干解调多的增益，因此相干解调在要求较高的通信系统中应用较广。采用相干解调时，解调器需要恢复参考载波，并要求参考载波的相位和频率与发送端致，但是要实现这点比较困难。因为通常的解调器是采用锁相环恢复参考载波的，当锁相环锁定时会出现多重相位模糊，这使得解调出的数据完全可能出现倒置的情况。这主要是由于采用绝对载波相位来传递信息带来的问题，它大大增加了解调器设计难度，成为调制中很大的不足。是在基础上发展起来的种调制技术。针对载波恢复时存在相位模糊度的问题，调制是在发射方采用差分编码，即对原来的传递信息码进行次相对编码，利用载波相位的相对变化来表示传输信息。这样，接收方就可以根据载波的相位相对变化来解调信号，从而避开了需要恢复出相位与频率都要致的载波问题，也就克服了倒置的情况。因此实际使用的调制多是差分编码调制的，即调制，简称。目前，调制技术在数字通信中已有比较广泛的应用。对于无线数字通信，常见的发射机与接收机结构可用图及图结构表述。接收机与发射机在结构二〇四年五月二日星期五上都可以分为射频前端模拟中频基带处理三部分。对接收机来说，射频前端和中频部分主要任务是把接收到的高频信号搬移到可以直接采样的中频上，然后由基带处理器完成信号解调工作。在目前的情况下，采样速度还不能做到很高，基带处理器的速度也不容易做到很高，因此多数数字接收机还不能做到射频采样数字化的程度，都需要模拟系统来完成频率搬移工作，把高频搬移到较低频率上以便基带处理器可以处理。因此，图图实际上是现在数字通信机般结构。数字发射机中，射频模拟部分是把基带处理器的输出信号经上变频搬移到合适的频率上然后发送出去。本地振荡器基带信号处理放大器低通滤波器图数字发射机示意图本地振荡器基带信号处理低噪声放大器低通滤波器图数字接收机示意图图与给出的是数字通信原理框图，实际上对于其它数字调制通信，也可以按图中给出的结构来实现。例如现在的手机无线局域网等也具有这样的结构。现代数字通信越来越采用软件无线电的方式来处理信号，不同调制的信号可以通过更换软件的方式来达到调制与解调的目的，这就增加了发射机与接收机的成的功能为使解调器在判决符号时有最佳判决时刻。在及接收机中多采用数字锁相环来实现位定时跟踪，定时误差的获得可采用提出的算法。该方法在实际运用中比较广，主要优点是采样点少易于高速实现，且具有检测性能不受载波相位恢复影响的特点。该算法可以由最大似然准则推导出来。式为算法提出的定时误差检测表达式。本课题中位定时同步模块设计采用了种简便的办法，原理上和算法类似。利用边沿检测并结合数字锁相环来实现，如图所示。数字锁相环锁定的目标是边沿检测模块输出的脉冲。在边沿检测模块中，采用算法原理并做简化，对已经解调出来的数字基带信号在符号跳变点做定时误差判决，输出边沿脉冲，该脉冲提供给数字锁相环做同步跟踪用。边沿检测数字锁相环判决器图位同步实现原理差分解码本文采用延迟相干算法来实现差分编码的解码，该算法比较简洁，原理见图所示。简述如下两路基带信号输入后，分两路，路做旋转，并延迟个码元时间，然后与原信号相乘。旋转延迟输出信号的另路则与另个通道的信号相乘，最后褥到数据的点积项和叉积项。判决器把输出的数据进行符号判定。表为判决方法。该判决规则与前面的差分编码刚好对应起来，实现差分编码的解码。在图中旋转的角度也可以是，此时判决规则需要做相应改变即可。在下面的推导中为了方便，系数二〇四年五月二日星期五没有归化，但为了说明该原理最后的结果是归化的。旋转延迟加加图延迟相干解差分编码原理图两路信号旋转后令及延迟个码元后对输入的信号有其中于是可求得连续符号间复共轭乘积输出二〇四年五月二日星期五其中表示调制器调制引起的相邻呼号间相差，并认为参考载波相位误差为零。在本文设计中采用了格雷差分编码，因此相对相位跳变取,根据上述可确定出符号判决规则，见表所示。于是差分解码可得到实现，与表对应。本文此部分设计还需要下步的工作才能最后完成。表差分解码对应表判决输出在上面的差分解码中是把相位旋转，实际上还可以做旋转此时差分解码对应表作相对改变即可，表为做旋转后的判决规则，这与麦也是对应的表差分解码对应表判决输出二〇四年五月二日星期五并串转换并串转换的功能和调制器中的串并转换情况刚好相反，它把两路送过来的解调数据转换成串行输出。串行输出数据的速度是两路输出数据流速度的两倍。采用语言编写，在时序上与差分解码中的时钟相配合，以便正确地工作。图是并串转换的时序仿真。在图中输入时钟清零，低电平有效地址端口由图可得，这里的地址为数据低八位,数据高八位这里需要进行串化的并行数据为，图中为,写使能,低有效,串行输出串行输出同步脉冲并串转换结束标志根据仿真图，可以知道该设计能够完成并串转换。图串并转换时序仿真二〇四年五月二日星期五总结本文主要对调制与解调算法在上的实现进行了研究，同时做了比较细致的计算机仿真。软件部分，调制器已完成串并转换差分编码滤波数字载波等模块。解调器且前已完成滤波器位定时同步并串转换等，解调器的载波同步功能已能实现。硬件部分，由于工作量较大，还需进步研究，创新方面，本文主要对码定时同步作了改进和创新设计。最后进行了实验测试与分析。总体上，全文完成了大部分设计工作，做了相关测试与分析，设计上有定的改进和创新。总结全文所做的工作，本设计中需要改进和完善的地方归纳如下设计需要深入。下步工作是设计出该，但在内由于较小，要设计分辨位数的，就不能采用简单的查找表方法，需要进步研究设计算法。继续完成差分解调与其它模块。还需设计数字自动增益控制及重采样滤波器等。在本文中，仅就调制与解调进行了设计和研究，调制中还有其它改进的调制方式，在本文中没有涉及。对于可变码速设计在本文中涉及也较少，因此本课题实际上可开展出许多相关后继工作。二〇四年五月二日星期五参考文献李晓峰通信原理清华大学出版社，曾吉昭信号与系统湖南大学出版社，李建新现代通信系统分析与仿真西安电子科技大学，李建东移动通信西安电子科技大学，沈伟慈通信电路西安电子科技大学出版社，王正林与控制系统仿真电子工业出版社，刘海溶基于的调制解调系统设计桂林电子科技大学信息与通信学院,麦文基于的调制解调器研究与设计电子科技大学，倪文娟调制原理及其仿真分析武汉邮电科学研究院，孟生云基于信号差分解调性能仿真解放军装备指挥技术学院,刘朋全基于的数字滤波器的设计和实现西北工业大学，曹志刚现代通信原理清华大学出版社，张敬堂现代通信技术国防工业出版社，杨小牛软件无线电原理与应用电子工业出版社，辛春艳硬件描述语言国防工业出版社，刘凌，胡永生译清华大学出版社，姜字柏软件无线电原理与工程应用机械工业出版社，李玉柏，彭启宗软件无线电中数字下变频技术和算法电子科技大学学报，张厥盛，郑继禹，万心平锁相技术西安电子科技大学出版社二〇四年五月二日星期五致谢毕业设计终于完成了，内心有种难以言喻的情感。通过本次的毕业设计，让我懂得了许多光靠书本阅读学不来的知识，并且，在整个设计的过程中，发现自己还有好专业的基础知识还没有掌握，这让自己有了很深的醒悟，同时告诫自己多花时间放在学习上，尽可能的让自己的专业知识扎实些，同时也是我的大学四年学习生涯接近尾声的时候，回想起在湖南文理学院经历的点点滴滴，我由衷的感谢我的论文导师，老师。老师学识渊博，品德高尚，有自己独特的为人处世的风格，让我们十分钦佩。四年来，不仅向我们传授了丰富的学术知识，而且对我们追求正确的人生观和价值观都有着深刻的影响，让我受益匪浅。在本次毕业设计的整个过程中，朱老师直耐心指导，无论是在理论学习阶段，还是在论文的选题资料查询开题研究和撰写的每个环节，无不得到导师的悉心指导和帮助。我愿借此机会向老师表示衷心的感谢,同时也向这四年来帮助过关心过我的老师同学表示由衷感谢。在这里，我要衷心的谢谢我的父母给与我上大学的机会，让我有机会接触这方面的知识，丰富自己的专业知识其次，我要感谢学校的教育方针，是学校起组织我们大家开展此项课程设计课程，并且严格要求我们做出实物来，严格把好了质量这关。在毕业设计即将完全结束的时候，真诚的感谢你们每个人，生活在这样的个集体，我感觉很快乐很充实，这是个既能让我们感觉温暖又能学到知识的好地方。二〇四年五月二日星期五题目调制解调技术的研究与实现二〇四年五月二日星期五目录摘要第章绪论课题背景调制技术与数字通信第二章调制与解调原理