【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 雜的單元，并與指定的庫(kù)映射生成新的網(wǎng)表，這是減小電路規(guī)模的一條必由之路。 ⑸ 布局布線。在 PLD 設(shè)計(jì)中， 35 步可以用 PLD 廠家提供的開(kāi)發(fā)軟件（如 Maxplus2） 7 自動(dòng)一次完成。 ⑹ 后仿真（時(shí)序仿真）需要利用在布局布線中獲得的精確參數(shù)再次驗(yàn)證電路的時(shí)序。（ ASCI 設(shè)計(jì)中，這一步驟稱為第二次 Sign—off）。 ⑺ 生產(chǎn)。布線和后仿真完成之后，就可以開(kāi)始 ASCI 或 PLD 芯片的投產(chǎn)。 同樣，使用 Max+plusII 基本上也是有以上幾個(gè)步驟，但可簡(jiǎn)化為： ⑴ 設(shè)計(jì)輸入 ⑵ 設(shè)計(jì)編譯 ⑶ 設(shè)計(jì)仿真 ⑷ 下載 設(shè)計(jì)目的 (1) 學(xué)習(xí)使用 EDA集成設(shè)計(jì)軟件 MxplussII，電路描述，綜合，模擬過(guò) 程； (2) 掌握使用 EDA工具設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法。體會(huì)使用 EDA綜合過(guò)程中電路設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思路的不同。 (3) 掌握數(shù)字調(diào)制解 調(diào)的方法和原理，極其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程，進(jìn)一步掌握通信原理和移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù) QDPSK。 8 第 2 章 QDPSK 調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)的方案及原理 方案一 用硬件電路實(shí)現(xiàn) 適用于模擬、數(shù)字信號(hào)的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。并且能夠調(diào)制、解調(diào)出較好的波形，在調(diào)制部分用 M序列發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)任何信號(hào)的調(diào)制。在解調(diào)部分采用同相正交環(huán)提取載波的方法能夠準(zhǔn)確的提取出載波信號(hào)，并且系統(tǒng)能挑出眼圖，且濾波性能好，不會(huì)使信號(hào)失真過(guò)大。但實(shí)現(xiàn)比較困難，每個(gè) 模塊的設(shè)計(jì)比較煩瑣，耗時(shí)、耗力 ? 任務(wù)繁重，不太適合課程設(shè)計(jì)的制作，由于任務(wù)書(shū)和時(shí)間的限定，所以不選擇此方案。 方案二 用軟件實(shí)現(xiàn) 此次的 QDPSK 調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)只是針對(duì)數(shù)字信號(hào)而言，數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)比較簡(jiǎn)單，只需要利用 EDA 技術(shù) ，采用原理圖輸入法 結(jié)合 QDPSK 的調(diào)制解調(diào)原理框圖， 先進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬仿真 成功后 ， 然后下載到開(kāi)發(fā)板上 對(duì) QDPSK 信號(hào)的 進(jìn)行了調(diào)制和 解調(diào) 進(jìn)行測(cè)試 。 通常對(duì) QDPSK 信號(hào)用相位比較法進(jìn)行解調(diào) 。 它利用延遲電路將前一雙比特碼元信號(hào)延遲一個(gè)碼元的時(shí)間 T 后 ,分別移相 π/ 4 和 π/ 4 , 再將它們分別作為上、下支路的相干載波 . 另外它不需要采用碼變換器 ,這是因?yàn)?QDPSK 信號(hào)的信息包含在前后碼元相位差中 ,而此時(shí)的解調(diào)原理就是直接比較前后雙比特碼元的相位 . 若不考慮噪聲及信道畸變 ,則送入解調(diào)器的第 k 個(gè)雙比特碼元的 QDPSK信號(hào)為 9 S k(t) = Msin (ωt +θk) 。 方案比較 方案一和方案二在理論上都是可行的。 QDPSK 調(diào)制與解調(diào)器用硬件實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜而且 耗時(shí)、耗力不太適合課程設(shè)計(jì)的制作，由于 課程設(shè)計(jì)任務(wù)重、 時(shí)間 短，所以不選擇此方案，選擇方 案二容易實(shí)現(xiàn)。 QDPSK 調(diào)制、解調(diào)原理 QDPSK調(diào)制原理 QDPSK 又叫四相絕對(duì)相移調(diào)制， QDPSK 利用載波的四種不同相位來(lái)表征數(shù)字信息。由于每一種載波相位代表兩個(gè)比特信息，故每個(gè)四進(jìn)制碼元又被稱為雙比特碼元。我們把組成雙比特碼元的前一信息比特用 a代表，后一信息比特用 b 代表。雙比特碼元中兩個(gè)信息比特 ab 通常是按格雷碼排列的，它與載波相位的關(guān)系如表 21 雙比特碼元與載波相位關(guān)系 所示，矢量關(guān)系如圖 所示。圖 （ a）表示 A 方式時(shí) QDPSK信號(hào)矢量圖，圖 （ b）表示 B方式時(shí) QDPSK 信號(hào)的矢量圖。 由于正弦和余弦的互補(bǔ)特性，對(duì)于載波相位的四種取值，在 A 方式中： 45176。、135176。、 225176。、 315176。，則數(shù)據(jù) kI 、 kQ 通過(guò)處理后輸出的成形波形幅度有兩種取值177。2/2 ； B 方式中： 0176。、 90176。、 180176。、 270176。，則數(shù)據(jù) kI 、 kQ 通過(guò)處理后輸出的成形波形幅度有三種取值177。 0。 表 21 雙比特碼元與載波相位關(guān)系 雙比特碼元 載波相位 a b A方式 B 方式 0 1 1 0 1 0 1 1 225176。 315176。 45176。 135176。 0176。 90176。 180176。 270176。 10 ( 1 , 1 )( 0 , 1 )( 0 , 0 ) ( 1 , 0 )4 5 176。( 1 , 0 )( 1 , 1 )( 0 , 1 )( 0 , 0 )0 176。參 考 相 位參 考 相 位( a ) ( b ) 圖 QDPSK 信號(hào)的矢量圖 正交調(diào)幅法 QDPSK 調(diào)制器：正交調(diào)幅又法 QDPSK 調(diào)制器亦稱調(diào)相法。用調(diào)相法產(chǎn)生 QDPSK 信號(hào)的組成方框圖如圖 所 示，圖中串 /并變換器將輸入的二進(jìn)制序列依次分為兩個(gè)并行的雙極性序列。假設(shè)兩個(gè)雙極性序列中的二進(jìn)制數(shù)字分別為 a和 b，每一 ab稱為一個(gè)雙比特碼元，雙極性的 a 和 b脈沖通過(guò)兩個(gè)平衡調(diào)幅器分別對(duì)同相載波及正交載波進(jìn)行二相調(diào)制，得到圖 所示的 調(diào)相法矢量圖。將兩路輸出疊加，即得到如圖 中的實(shí)線所示的四相相移信號(hào)，其相位編碼邏輯關(guān)系如表 22 QPSK信號(hào)相位編碼邏輯關(guān)系 所示。 a ( 1 )b ( 1 )b ( 0 )a ( 0 )( 1 , 1 )( 1 , 1 )( 1 , 1 )( 1 , 1 ) 圖 調(diào)相法矢量圖 表 22 QPSK 信號(hào)相位編碼邏輯關(guān)系 a 1 － 1 － 1 1 b 1 1 － 1 － 1 11 a路平衡調(diào)制器輸出 b路平衡調(diào)制器輸出 合成相位 0176。 90176。 45176。 180176。 90176。 135176。 180176。 270176。 225176。 0176。 270176。 315176。 全數(shù)字法 QDPSK 調(diào)制器：這種調(diào)制器可采用 5萬(wàn)門(mén) CPLD/FPGA 和 D/A轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體框圖如圖 全數(shù)字法 QDPSK 調(diào)制 原理框圖 所示 圖 全數(shù)字法 QDPSK 調(diào)制 原理框圖 相位選擇法 QDPSK 調(diào)制器：這種調(diào)制器具有硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛采用，并且這種調(diào)制器非常適合數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，本次設(shè)計(jì)的電路即采用相位選擇法選擇 QDPSK 調(diào)制器 。 圖 QDPSK 相位選擇法 調(diào)制原理框圖 用相位選擇法產(chǎn)生 QDPSK 信號(hào) 調(diào)制原理 框圖如圖 所示。 圖中四相載波發(fā)生器分別送出調(diào)相所需的四種不同的載波。按照串 /并變換器 輸出的雙比特碼元的不同，邏四相載波 發(fā) 生 器 邏輯選 相電路 串 /并變換 差分編碼 帶 通 濾波器 12 輯選相電路輸出相應(yīng)相位的載波，例如雙比特碼元 ab 為 11時(shí)，輸出相位為 45176。的載波； ab 為 01 時(shí)，輸出的相位為 135176。的載波等。 QDPSK 解調(diào) 原理 由于 QPSK 可以看作是兩個(gè)正交 2PSK 信號(hào)的合成，故它可以采用與 2DPSK 信號(hào)類似的解調(diào)方法進(jìn)行解調(diào)，即由兩個(gè) 2PSK 信號(hào)相干解調(diào)器構(gòu)成，其原理框圖如圖 所示。