一种中频接收机QPSK解调器的设计

中国电子科技集团公司第二十研究所 黄 河

数字解调技术在数字通信系统中是非常重要的一项技术，在军用和民用方面都有广泛的应用。本文主要研究数字解调技术中常用的一种解调方式，即QPSK解调。近年来，随着数字集成电路工艺和技术的发展和进步，由于FPGA的可编程性和并行处理的特点，广泛使用于无线通信领域。本文主要研究了一种中频接收机QPSK解调器的实现方法，使用Vivado和Matlab进行联合仿真，验证了基于FPGA平台的实现。

1 QPSK调制解调原理

四相相移键控QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）是一种常用的数字信号处理的调制方式，利用四个不同的相位来表示数字信息。QPSK调制的输入数据是二进制序列，将输入数据两两分组，因此QPSK信号为00、01、10、11四种状态，每一种状态为双比特码元。QPSK信号规定了四种相位的载波，相位分别为45°，135°，225°和315°，QPSK调制信号每次可传输一个双比特码元，映射到4种相位的载波，来表征传输的数据。QPSK调制原理图如图1所示。

图1 QPSK调制原理图

解调的方法一般分为相干解调和非相干解调，对于QPSK调制信号，使用非相干解调。QPSK调制信号首先进入数字下变频（DDC）模块，数字下变频的作用是由载波同步模块恢复出的载波信号与经过带通滤波器的已调信号进行混频，然后通过低通滤波器滤波，得到0频附近的基带信号。再经过判决抽取和串并变换即可得到正确的基带信号了，在抽取判决的过程中，为了保证判决时刻能够尽量靠近码元中间位置，降低解调误码率QPSK解调原理图如图2所示。……