软件无线电中bpsk调制算法及其dsp实现new

《软件无线电中bpsk调制算法及其dsp实现new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn软件无线电中BPSK调制算法及其DSP实现崔艳琳北京邮电大学电信工程学院北京（100876）cyllouis@gmail.com摘要：软件无线电以数字信号处理为核心，旨在通过标准、模块化的硬件平台实现无线电台的各种功能。本文简要介绍了软件无线电的框架概念，以BPSK（二进制相移键控）为例介绍数字信号在DSP上的调制算法及其实现,采用灵活的DDS（直接数字频率合成）技术，可以实现各种频率和相位形式，充分体现了软件无线电的优势。关键词：软件无线电，BPSK调制，DDS中图分类号：TN1.引言“数字通信”是用数字

2、信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后再进行传输的通信方式，具有可靠性高，安全，高效，且设备易于集成小型化等优点，在现代通信中广泛采用。软件无线电充分利用了数字通信的优势，是更有效实现数字通信的重要手段。而DSP(数字信号处理器)作为一种微处理器，其设计的出发点和通用CPU以及MCU等处理器是不同的。DSP是为完成实时数字信号处理任务而设计的，算法的高效实现是DSP器件的设计核心，也是软件无线电实现的主要器件。2.软件无线电及DSP图1是理想软件无线电接收机，图2传统无线电接收机结构，对比二图可以看出：软件[1]无线电的基本思想是利

3、用宽带A/D和D/A转换器使数模变换尽可能靠近天线，扩大数字信号的处理范围，有利于构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能用软件来完成，以研制一个具有高度灵活性和开放性的新一代无线通信系统。图1理想软件无线电接收机-1-http://www.paper.edu.cn图2传统软件无线电接收机由于AD变换以后产生巨大的数据量，对后续处理器要求很高，所以一般实现的软件无线电数字接收机系统结构采用了一种折中的方法：将A/D变换由基带搬移到了中频，而不是射频段，尽可能地靠近射频，对整个系统进行频带采样，然后一般先由专用数字信号处理器（如数字上

4、/下变频器）处理，变至基带后，再由DSP完成基带处理。本设计的上采样以及DDS上变频在DSP中实现，更充分体现了DSP处理的高效灵活性。3.BPSK调制解调及DSP实现[5]BPSK作为最简单的数字信号调制方式，信号空间如图3所示，符号间具有最大的dmin，采用双极性信号，具有最高的可靠性，是其他调制方式的基础，因而实现这种调制方式具有典型意义。图3BPSK信号空间3.1BPSK调制原理[2]图4是BPSK调制的实现框图，1、0信息比特首先通过一个查找表，映射成双极性信号，经过上采样实现数据速率转换，再进行滤波器进行波形成型，最后利用离散余弦信号调制便

5、得到数字中频信号。-2-http://www.paper.edu.cnbits查N倍X(n)FIR＋找上采样表cos(wn)图4BPSK调制框图由于数字信号都是离散值，其带宽即信息速率，对于信源部分，属于窄带，速率较低，而在调制部分，数据速率比较高，为过渡这两部分数据速率的差异，需要进行上采样，使低速数据转换为与下一部分速率匹配的信息流。假设采样周期为Ts，上采样后新的采样周期变为TTMus=/，其中M是上采样率，采x()(/kTus=xkTM)样后，采样值变为，若信号是连续的采样信号，则上采样后∞LnnxinT()(/)us==xnTM∑∑xkT()

6、ssin(c−k)≅xkT()ssin(c−k)kk=−∞MM=−L由于实际实现时，无法进行无穷计算，故截取足够长的序列长度进行近似计算，依然能够达到较好效果。由变换式子可见，新的信号采样周期变长，采样频率变小。3.2BPSK调制在DSP1上的实现3.2.1上采样及插值实现由前面的式子容易看到，对于数字信号，上采样实际就是根据上采样率对信号进行补零操作。如果处理连续信号，经采样可以利用已有信息点进行插值操作，补充采样点间的幅度信息，理想情况便是利用sinc函数进行插值，为减少算法的复杂度也可利用更为简单的线性插值的方法进行，其基本实现如图5所示，X[k

7、]是待处理信号序列，Xu[k]是上采样以后的信号序列，Xi[k]为上采样插值完成的信号，h[k]表示插值滤波器，此处采用的是线性插值法，M＝8，所以其表达式如表达式2所示。M线性插值滤波器X[k]倍Xu[k]Xi[k]h[k]上采样图5上采样插值实现框图1[4]本节所有结果都是在DSP开发平台CCS下的输出-3-http://www.paper.edu.cnX[k/M],k=0,±M,±2M,…X[k]＝式10,其它(M-

8、k

9、)/M,k=0,±1,±2,…,±(M-1)h[k]＝式20,其它按照上述方法对三角波进行插值，结果如图6所示。左图是连续波形

10、，右图是利用峰值点信息进行线性插值的结果。可见线性插值后的离散数据信息保留了原波形特征，在精度