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为形成具有自主知识产权的BPSK/QPSK(Binary Phase Shift Keying/Quadrature Phase Shift Keying)解调模块,同时结合重庆西南集成电路设计有限公司的研发项目,本文重点研究BPSK/QPSK数字解调的功能验证与实现验证。
本文在简要介绍BPSK/QPSK数字调制解调机制的基础上,对当前的BPSK/QPSK数字解调方案深入研究,同时给出本文的解调方案并对实现中的载波恢复和码元同步这两个关键部分,进行分析、优化和详细的设计。在此基础上成功开发出整个解调系统的源代码。
根据BPSK/QPSK对频偏的严格要求,选取点积叉积辅助鉴频器来补偿频偏;根据载波相位快速跟踪的要求,选用硬判决科斯塔环鉴相算法为基础来构建载波恢复环路,不仅提高了环路的鉴相速度,而且简化了环路的结构;根据码元快速同步的严格要求,选择基于Gardner算法的定时误差检测器来构建码元同步环路。在此基础上,对所设计的BPSK/QPSK解调方案进行了系统的浮点数仿真、定点数仿真和功能验证,对技术实现中的关键技术和难点进行了研究分析和改进优化。
本文首先在现有BPSK/QPSK解调技术的基础上通过分析比较并且依据系统参数的要求,确定了一个符合要求的解调方案;然后,建立起系统仿真模型,对解调模型进行了浮点数仿真,并通过仿真验证,证明了本文所设计出的解调系统性能满足公司所提出的性能指标;接着,为了实现低功耗和误差控制进行了定点数仿真;再次,用Verilog HDL语言对解调模型进行了硬件描述;最后对解调方案进行了实现验证。
本文的研究工作表明,对于所设计的BPSK解调方案,在基带码率为2M、信噪比不小于13.1dB的情况下,解调误码率低于0.1%; QPSK解调方案,在基带码率为2M、信噪比不小于14.6dB的情况下,解调误码率低于0.1%。达到了公司所提出的在信噪比不小于15dB的情况下,解调误码率低于0.1%这一性能指标。