基于VHDL的4PSK的設計與實現

1 引言
實際通信中的許多信道都不能直接傳送基帶信號，必須使用基帶信號控制載波波形的某些參量，使得這些參量隨基帶信號的變化而變化，即正弦載波調制。數字通信系統有二進制數字調制和多進制調制兩種方式。而后者比前者具有以下特點：相同碼元傳輸率下，多進制系統信息傳輸率高；相同信息速率下，多進制信號碼元的持續時間長，因此碼元能量增加，抑制信號特性引起的碼間干擾。
這里是利用層次化、模塊化和參數化的設計方法，通過MAX+PUSSⅡ軟件平臺，設計多進制數字相位調制MPSK(M―ary Phase―Shift Keying)中的四相制4PSK(4一ary Phase―Shift Keying)的調制系統和解調系統。

2 4PSK調制解調原理
多進制數字相位調制又稱多相調制，它是利用載波的多種不同相位來表征數字信號的調制方式。多進制數字相位調制有絕對相位調制和相對相位調制兩種。本設計是4進制絕對相位調制4PSK。4PSK的基帶信號只有“0”、“1”、“2”、“3”四個電平值，在π／4體系的調制方式下，其調制信號所對應的相位分別為45°、135°、225°、315°。其典型波形如圖1所示。4PSK的產生方法有直接調相法和相位選擇法。對于可編程邏輯器件，利用直接調相法產生調制信號時，相對運算量較大，因此選用相位選擇法。圖2為4PSK相位選擇調制原理圖。

利用基帶信號控制4個不同開關，選通不同的載波通路。當基帶信號是“0”時，選通通路0，且關閉其他3個通路，使得調制信號對應的載波的相位為45°。同理基帶信號分別是“1”、“2”、“3”時，調制信號對應的載波相位分別為135°、225°、315°。
對于4PSK的解調，采用相位判別法，在調制信號中檢測出相位變化的位置，隨后根據起始相位對應于調制信號中心位置的距離辨別出相位數值，再利用載波和基帶信號之間的對應關系，解調出基帶信號。