多进制数字相位调制(MPSK)系统

Abstract

Multiple Phase Shift Keying (MPSK - multiple phase shift keying) is also called multi-phase system, which is the promotion of the two-phase system. It is the modulation to characterize digital information using the different carrier’s phase state. Similar with the Binary Digital Phase Modulation, it has the absolute phase modulation (MPSK) and phase modulation (MDPSK) as the two kinds of modulation methods.

This article is mainly about the Multiple Phase Shift Keying system (MPSK) based on Xilinx ISE simulation software design, setting 4PSK as an example. The modulation method is the simple phase-selection method. It only concentrates on the design of digital system, neglecting the analog circuit system.

Keywords: Multiple Phase Shift Keying MPSK Xilinx ISE

phase-selection method

摘要

多进制数字相位调制（MPSK - multiple phase shift keying）又称多相制，是二相制的推广。它是利用载波的多种不同相位状态来表征数字信息的调制方式。与二进制数字相位调制相同，多进制数字相位调制也有绝对相位调制（MPSK）和相对相位调制（MDPSK）两种。

本文主要研究基于Xilinx ISE仿真软件设计的多进制数字相位调制(MPSK)系统，以4PSK系统为例。调制方法采用简便的相位选择法，且略去模拟电路系统部分，仅对数字系统进行设计。

关键字: 多进制数字相位调制MPSK Xilinx ISE 相位选择法

目录

Abstract (1)

摘要 (2)

1 多进制数字相位调制 (1)

1.1 MPSK概念 (1)

1.2 MPSK原理 (1)

2 四相相位调制（4PSK） (2)

2.1 4PSK调制 (2)

2.1.1相位选择法 (2)

2.1.2 直接调相法 (3)

2.2 4PSK解调 (4)

2.3 4PSK调制与解调系统设计 (5)

3 ISE设计与仿真 (7)

3.1 ISE 操作环境 (7)

3.1.1 输入（Design Entry） (7)

3.1.2 综合(Synthesis） (8)

3.1.3实现(Implementation) (8)

3.1.4验证（Verification） (8)

3.1.5下载（Download） (9)

3.2 ISE程序设计 (9)

3.2.1 调制系统程序设计 (9)

3.2.2解调系统程序设计 (10)

3.3仿真结果 (11)

4总结 (12)

5参考文献 (13)

6 附录 (14)

附录1 调制系统源程序 (14)

附录2 解调程序源程序 (18)

附录3仿真波形图 (24)

I

1

多进制数字相位调制(MPSK)

系统

1 多进制数字相位调制

1.1 MPSK 概念

多进制数字相位调制也称多元调相或多相制。它利用具有多个相位状态的正弦波来代表多组二进制信息码元，即用载波的一个相位对应于一组二进制信息码元。如果载波有2k 个相位，它可以代表 k 位二进制码元的不同码组。多进制相移键控也分为多进制绝对相移键控和多进制相对（差分）相移键控。M 进制数字相位调制中，四进制绝对移相键控（4PSK ，又称QPSK ）和四进制差分相位键控（4DPSK ，又称QDPSK ）用的最为广泛。

1.2 MPSK 原理

在MPSK 信号中，载波相位可取M 个可能值：

因此，MPSK 信号可表示为：

假定载波频率是基带数字信号速率的整数倍，则上式可改写为：

上式表明，MPSK信号可等效为两个正交载波进行多电平双边带调幅所得已调波之和。因此其带宽与MASK信号带宽相同，带宽的产生也可按类似于产生双边带正交调制信号的方式实现。多相制信号常用的产生方法有：直接调相法及相位选择法。

2 四相相位调制（4PSK）

四相调相信号是一种四状态符号，即符号有00、01、10、11四种状态。所以，对于输入的二进制序列，首先必须分组，每两位码元一组。然后根据组合情况，用载波的四种相位表征它们。这种由两个码元构成一种状态的符号码元称为双比特码元。同理，k位二进制码构成一种状态符号的码元则称为k比特码元。

2.1 4PSK调制

2.1.1相位选择法

在一个码元持续时间内，MPSK信号为载波四个相位中的某一个。因此，可以用相位选择法产生4PSK信号，其原理如下图所示。图中，四相载波发生器产生4PSK信号所需的四种不同相位的载波。输入的二进制数码经串/并变换器输出双比特码元。按照输入的双比特码元的不同，逻辑选相电路输出相应相位的载波。例如，B方式情况下，双比特码元ab为11时，输出相位为45的载波；双比特码元ab为01时，输出相位为135的载波等。

2