基于MUX的PSK調制系統設計

摘要：載波的兩種相位隨二進制數字基帶信號離散變化稱為二進制移相鍵控(2PSK)。對BPSK和DPSK調制原理研究基礎上，討論了數字化處理2PSK調制系統的模塊建立，在Max+PlusⅡ開發環境中，用VHDL語言設計BPSK和DPSK調制，利用MUX模塊完成了PSK調制系統，仿真和驗證了其設計功能。
關鍵詞：BPSK；DPSK；Max+PlusⅡ；VHDL

在通信系統中，因基帶信號中含有豐富的低頻分量而不能在信道中直接傳輸，必須用基帶信號對載波的某些參量進行控制，使載波的這些參量隨基帶信號的變化而變化，形成頻帶信號，這一過程稱為數字調制。由于PSK系統抗噪聲性能優于ASK和FSK，而且頻帶利用率較高，所以，在中、高速數字通信中被廣泛采用。

1 2PSK的調制
在二進制數字調制中，當正弦載波的兩種相位隨二進制數字基帶信號離散變化時，則產生二進制移相鍵控(2PSK)信號。數字調相(相移鍵控)常分為：絕對調相，記為BPSK；相對調相，記為DPSK。
BPSK是用載波的不同相位去直接傳送數字信息的一種方式，通常這兩個相位相差π弧度，例如用相位0和π分別表示1和0。
2PSK信號中，信號相位的變化是以未調正弦載波的相位作為參考，用載波相位的相對數值表示數字信息的。即用前后相鄰碼元的載波相對相位變化來表示數字信息，所以稱為差分移相鍵控(2DPSK)。則一組二進制數字信息與其對應的2PSK信號的載波相位關系如下所示：
二進制數字信息：0 1 0 1 O 0 1 1 1 0
BPSK信號相位：
0 π 0 π 0 0 π π π 0或π 0 π 0 π π 0 0 0 π
DPSK信號相位：
0 0 π π 0 0 0 π 0 π π或π π 0 0 π π π 0 π 0 0

2 調制實現
基于以上對PSK調制原理的分析，BPSK信號的產生有模擬調相法和鍵控實現法。由此建立的VHDL模型如圖1所示，主要是由計數器和二選一開關等組成。計數器對外部時鐘信號進行分頻與計數，并輸出兩路相位相反的數字載波信號；二選一開關的功能是：在基帶碼的控制下，對兩路載波信號進行選通完成BPSK調制。圖中沒有包含模擬電路部分，輸出信號為數字信號。
DPSK信號的實現方法：首先對二進制數字基帶信號進行差分編碼，將絕對碼表示二進制信息變換為用相對碼表示二進制信息，然后再進行絕對調相，從而產生二進制差分相位鍵控信號。建立的VHDL模型如圖2所示。