基于LabVIEW的2DPSK調制與解調設計

摘 要：文章首先簡單介紹了2DPSK調制解調原理，接著基于LabVIEW軟件平臺對2DPSK的調制和解調進行仿真設計，并對調制和解調結果進行詳細分析。

關鍵詞：2DPSK調制；解調；LabVIEW

1 引言

數字調制方式從原理上可以分為振幅鍵控（ASK）、移頻鍵控（FSK）和移相鍵控（PSK）。從性能上來看，PSK是幾種調制方式中最優越的調制方式，但是2PSK在解調過程中，會出現“反相工作”現象，從而難以在實際中應用。為了克服該缺點，提出二進制差分相移鍵控（2DPSK）方式。

2 2DPSK調制解調原理

2DPSK調制是利用前后相鄰碼元間的載波相對相移變化來傳遞數字信息的，因此又稱為相對相移鍵控。假如當前碼元與前一個碼元的載波相位差為0，則表示數字信息0，假如當前碼元與前一個碼元的載波相位差為π，則表示數字信息1。對于相同的基帶數字信息序列，由于序列初始碼元的參考相位不同，所以2DPSK信號的相位可以不同，其前后碼元間的相對相位差才唯一決定基帶數字信息序列。

若要產生2DPSK信號首先要對二進制數字基帶信號進行差分編碼，即把具有絕對相移的基帶數字信息序列即絕對碼變換成具有相對相移的相對碼即差分碼，然后在相對碼的基礎上進行絕對調相，從而產生了2DPSK信號。

2DPSK信號的解調方式之一是相干解調再加碼反變換法。其解調原理是：首先需要恢復出相對碼，然后再經過碼反變換器轉換為絕對碼，即恢復了原始的基帶信號。在解調過程中，由于載波相位模糊性的影響，使解調出的相對碼發生“0”和“1”倒置現象，但經碼反變換器得到的絕對碼不會發生倒置，從而解決了載波相位模糊性帶來的問題，提高了解調的準確性。

3 2DPSK調制解調設計

在2DPSK的設計過程中設置了初始碼元的參考相位為零，當輸入變量i為0時，輸出變量y等于輸入變量x，否則，輸出變量y就為輸入變量z與輸入變量x之差，如果所求的y值為負則需對其取反，從而實現將數字信息序列的絕對碼元變換成相對碼元，再來對它進行絕對調相就可實現二進制差分相移鍵控。

2DPSK的解調方式為相干解調加碼反變換器。其解調過程與2ASK的解調過程基本相同：將調制后的2DPSK信號首先與調制時同頻同相的載波信號相乘，然后將相乘器的輸出信號輸入低通濾波器，低通濾波器將高頻分量濾掉，只允許低通分量通過，然后將低通濾波器輸出的低頻分量輸入抽樣判決器，同時也需要將定時脈沖輸入抽樣判決器，最后將抽樣判決器的輸出信號輸入碼反變換器，碼反變換器的最終輸出信號就為初始的調制信號。

運行圖1的程序，可在前面板上得到如圖2所示的運行結果。

由圖2 2DPSK的調制和解調仿真結果可以看出，先對基帶信號進行差分編碼，即把數字二進制序列的絕對碼轉換成相對碼后，就和2PSK調制解調相同了。當改變載波頻率時，2DPSK的調制波形圖同時也會發生改變，體現了2DPSK的調制就是利用載波的相對相位變化來傳遞二進制數字信息。解調仿真結果表明調制后的2DPSK信號與調制時同頻同相的載波信號相位相同的為正值，與載波信號相位相反的為負值，經過低通濾波器后將其高頻分量濾除，經過抽樣判決器后輸出的信號為二進制差分碼，最后通過碼反變換器的輸出才為初始的基帶信號。

4 結束語

本文首先闡述了2DPSK的調制解調原理，接著基于LabVIEW軟件平臺，對2DPSK進行仿真設計，并分析仿真結果，仿真結果表明2DPSK克服了2PSK的“反向工作現象”，可以廣泛應用于高速數據傳輸。

參考文獻

[1]劉嚴.基于LabVIEW的移動通信實驗教學研究[J].國外電子測量技術.2013（1）60-61.

[2]劉哲，王峰，趙宇輝.基于LabVIEW通信虛擬實驗系[J]，2008，27（1）.

[3]豈興明，周建興，矯津毅.LabVIEW 8.2[M].北京：人民郵電出版社，2008.