课程设计任务书--信号解调（QPSK）.docVIP

课 程 设 计 任 务 书 分院（系） 信息科学与工程学院 专业 电子信息工程 学生姓名 潘钦 学号 0503030232 设计题目 信号解调（QPSK） 内容及要求： （1）将模拟信号（QPSK调制）解调成数字信号。 （2）对QPSK解调算法有初步的了解。 （3）熟练使用CCStudio 3.1。 进度安排： 2008年12月19～26日 选课题、查阅资料 2008年12月27～31日 课内上机编写软件程序（或硬件原理图设计） 调试程序及仿真 2009年01月03日 课内上机调试程序及仿真、并且调试出结果 2009年01月04～08日 课内上机调试结果验收及检查报告电子版（草稿） 2009年01月09日 修改报告及提交报告电子版（修改之后） 2009年01月10日 正式提交报告（打印版）及参加第一次答辩 2009年01月11日 不合格者参加第二次答辩（交正式报告的电子版） 指导教师（签字）： 年 月 日 分院院长（签字）： 年 月 日 目 录 一、设计任务及目的 - 1 - 1.设计任务 - 1 - 2.设计目的 - 1 - 二、设计原理 - 1 - 三、软件程序 - 7 - 五、结论 - 16 - 六、参考文献 - 16 - 信号解调（QPSK） 一、设计任务及目的 1.设计任务 （1）将模拟信号（QPSK调制）解调成数字信号。 （2）对QPSK解调算法有初步的了解。 （3）熟练使用CCStudio 3.1。 2.设计目的 本设计的目的在于通过使用CCStudio3.1软仿真来实现DSP中的QPSK解调过程，学会原理图设计，了解QPSK解调算法以及解调过程。初步对QPSK解调进行程序设计，并在CCS开发环境下的软件调试，同时也加深学生对A/D实现过程和设计过程的理解。 二、设计原理 现代通信的各个领域均向数字化方向发展，解调技术也不例外。现在针对QPSK调制方式，提出一种全新的数字解调算法。该算法允许本地载波由独立的固定频率振荡器产生，不需要锁相的反馈控制，而相干检测的所有其它功能均由数字信号处理模块完成。它的功能框图如图1所示。 图1 QPSK全数字解调框图 其中ω1是独立的接收载波频率，1/T是取样频率，T是QPSK的码组宽度。最后的计算机模拟结果表明算法不仅能正确的解调QPSK信号，而且可以跟踪载波的慢漂移。 （一）QPSK解调方案 1）全数字解调算法的提出 参看上图，接收信号和接收端载波进行正交相乘之后，按1/T速率进行取样，则： （1） 其中Ik、Qk为取样时刻同相和正交通路的样值，ψk是第k时刻对应QPSK码的相位样值，?k=?ωkT+?o其中?ω是收发两端载波角频率之差，T是QPSKM码组宽度，?o是初始相差。nI(k)、nQ(k)是同相、正交通道的噪声样值，它们也是呈高斯分布的白噪声，从Ik、Qk的表达式中可以看到，Ik、Qk中包含了全部码字信息及收发载波频差的信息，于是可以采用数字信号处理方法来恢复码源信息并估计出收发载波频差。 2）全数字解调算法的推导 设收发载波角频率差为?ω，一般说载波飘移较慢，可以认为它在一段时间内不变，令Ω=?ωT, 则 （2） 其中Ik、Qk是可以观察的序列，ψk、Ω待估计，由前式得 （3） 其中?n(k) 是k时刻相位噪声。令 则 （4） 其中 （5） 如果在收端时?ψk做出了正确的判断?ψk，则收发载波频差的第k个观察值 （6） 规定取模2 π运算的值域为（-π，π），通常这个观察序列{Ωk}采用Kalman一阶预测算法，可以估计第k+1个Ωk+1。 如果已经有第k个频差的估计值，并假定估计无误，则取 （7） 由估计出的?ψk就可以按差分规则得到ψk，于是可以判断出它是QPSK哪一个码组，从而恢复出QPSK信号的码元信息序列。 根据前面的分析可以得出如下数字信号处理框如图2，它是一个交叉耦合估计方案。 3）Kalman估计法估计载波频差 利用Kalman一步预测算法，可以得到载波频差估计的Kalman滤波算法。 （8） 图2 QPSK全数