杨大柱：硕士
图 １ ＱＰＳＫ 信号调制原理图
《Ｐ ＬＣ 技术应用 ２００ 例》
图 ３ ＱＰＳＫ 调制电路方框图
２．２ 调制电路 ＶＨＤＬ 程序及仿真结果
ｅｎｔｉｔｙ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ
ｐｏｒｔ（ｃｌｋ ：ｉｎ ｓｔｄ＿ｌｏｇｉｃ；
－ － 系统时钟
ｓｔａｒｔ ：ｉｎ ｓｔｄ＿ｌｏｇｉｃ；
－ － 开始调制信号
新
调 制（Ｍ 进 制）．多 进 制 数字 调 制 与二 进 制 相 比 ， 其 频 谱 利 用 率 更
高．其 中 ＱＰＳＫ（即 ４ＰＳＫ）是 ＭＰＳＫ（多 进 制 相 移 键 控）中 应 用 最 广
泛的一种调制方式。本文研究了基于 ＦＰＧＡ 的 ＱＰＳＫ 调 制 解调
电路的实现方法， 并给出了 ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ 环境下的仿真结果。
（蚌埠中国人民解放军汽车管理学院）杨 大 柱
ＹＡＮＧ ＤＡＺＨＵ
摘要： 数 字 调 制 解 调 技 术 在 数 字 通 信 中 占 有 非 常 重 要 的 地 位 ， 数 字 通 信 技 术 与 ＦＰＧＡ 的 结 合 是 现 代 通 信 系 统 发 展 的 一 个 必 然 趋 势 。文 中 介 绍 了 ＱＰＳＫ 调 制 解 调 的 原 理 ， 并 基 于 ＦＰＧＡ 实 现 了 ＱＰＳＫ 调 制 解 调 电 路 。ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ 环 境 下 的 仿 真 结 果 表 明 了该设计的正确性。 关 键 词 ： Ｑ Ｐ ＳＫ ； Ｆ Ｐ Ｇ Ａ； 调 制 ； 解 调 中图分类号：ＴＮ９１９ 文献标识码：Ａ
图 ２ ＱＰＳＫ 信号解调原理图
２ ＱＰＳＫ 调 制 电 路 的 ＦＰＧＡ 实 现 及 仿真
２．１ 基于 ＦＰＧＡ 的 ＱＰＳＫ 调制电路方框图 基带信号通过串／并转换器得到 ２ 位并行信号， ， 四选一开 关根据该数据， 选择载波对应的相位进行输出， 即得到调制信 号， 调制框图如图 ３ 所示。
∑
串转换即可得到解调后的基带信号， 调制框图如图 ５ 所示。
３．２ 解调电路 ＶＨＤＬ 程序及仿真结果
ｅｎｔｉｔｙ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ
ｐｏｒｔ（ｃｌｋ ：ｉｎ ｓｔｄ＿ｌｏｇｉｃ；
－ － 系统时钟
ｓｔａｒｔ ：ｉｎ ｓｔｄ＿ｌｏｇｉｃ；
－ － 同步信号
ｘ ：ｉｎ ｓｔｄ＿ｌｏｇｉｃ；
－ － 调制信号
ｓｉｇｎａｌ ｆ：ｓｔｄ＿ｌｏｇｉｃ＿ｖｅｃｔｏｒ（３ ｄｏｗｎｔｏ ０）； － － 载波 ｆ
ｂｅｇｉｎ
ｐｒｏｃｅｓｓ（ｃｌｋ）
－ － 通过对 ｃｌｋ 分频， 得到 ４ 种相位；并 完成
基带信号的串并转换
ｂｅｇｉｎ
ｉｆ ｃｌｋ＇ ｅｖｅｎｔ ａｎｄ ｃｌｋ＝＇ １＇ ｔｈｅｎ
ｉｆ ｓｔａｒｔ＝＇ ０＇ ｔｈｅｎ ｑ＜＝０；
ｅｎｄ ｂｅｈａｖ；
ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ 环境下的仿真结果如图 ４ 所示。
图 ４ 调制程序仿真结果
３ ＱＰＳＫ 解 调 电 路 的 ＦＰＧＡ 实 现 及 仿真
３．１ ＱＰＳＫ 解调电路方框图
图 ５ ＱＰＳＫ 解调电路方框图 当调制为低电平时， 译码器 １ 根据记数器输出值， 送入加 法器相应的数据。加法器把运算结果送到寄存器， 译码器 ２ 根 据寄存器数据通过译码， 输出两位并行信号，该信号再通过并／
ｓｉｇｎａｌ ｙｙｙ：ｓｔｄ＿ｌｏｇｉｃ＿ｖｅｃｔｏｒ（１ ｄｏｗｎｔｏ ０）； － － ２ 位并 行 基 代 信
号寄存器
ｓｉｇｎａｌ ｙｙ：ｓｔｄ＿ｌｏｇｉｃ＿ｖｅｃｔｏｒ（２ ｄｏｗｎｔｏ ０）； － － 寄存 ｘｘ 数据
ｂｅｇｉｎ
ｐｒｏｃｅｓｓ（ｃｌｋ）
ｂｅｇｉｎ
ｉｆ ｃｌｋ＇ ｅｖｅｎｔ ａｎｄ ｃｌｋ＝＇ １＇ ｔｈｅｎ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｄｉｇｉｔａｌ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｐｌａｙｓ ａ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ
ｏｆ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ＦＰＧＡ ｉｓ ａ ｃｅｒｔａｉｎｌｙ ｔｒｅｎｄ ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ＱＰＳＫ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅ－
技
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ：ＱＰＳＫ，ＦＰＧＡ，ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
术
数字调制信号又称为键控信号， 调制过程可用键控的方法 由 基 带 信 号 对 载 频 信 号 的 振 幅 、频 率 及 相 位 进 行 调 制 ， 最 基 本
创
的 方 法 有 ３ 种：正 交 幅 度 调 制（ＱＡＭ）、频 移 键 控（ＦＳＫ）、相 移 键 控 （ＰＳＫ）．根 据 所 处理 的 基 带信 号 的 进制 不 同 分为 二 进 制和 多 进 制
ｅｎｄ ｉｆ；
ｅｌｓｉｆ ｑ＝２ ｔｈｅｎ ｑ＜＝３；
ｉｆ ｘ＝＇ ０＇ ｔｈｅｎ ｘｘ＜＝ｘｘ＋＂００１＂； － － 调制信号 ｘ 为低电平
时， 送入加法器的数据“００１”
ｅｎｄ ｉｆ；
ｅｌｓｉｆ ｑ＝４ ｔｈｅｎ ｑ＜＝５； ｙ＜＝ｙｙｙ（１）；
ｉｆ ｘ＝＇ ０＇ ｔｈｅｎ ｘｘ＜＝ｘｘ＋＂０１０＂； － － 调 制 信 号 ｘ 为 低 电 平
ｅｌｓｉｆ ｑ＝６ ｔｈｅｎ ｑ＜＝７；ｆ（２）＜＝＇ １＇ ； ｆ（０）＜＝＇ ０＇ ；
ｅｌｓｅ ｑ＜＝ｑ＋１；
技
ｅｎｄ ｉｆ；
ｅｎｄ ｉｆ；
术
ｅｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ；
创
ｙ＜＝ｆ（０） ｗｈｅｎ ｙｙ＝＂１１＂ ｅｌｓｅ ｆ（１） ｗｈｅｎ ｙｙ＝＂１０＂ ｅｌｓｅ
新
ｆ（２） ｗｈｅｎ ｙｙ＝＂０１＂ ｅｌｓｅ ｆ（３）； － － 根据 ｙｙ 寄存器数据， 输出对应的载波
ｉｆ ｓｔａｒｔ＝＇ ０＇ ｔｈｅｎ ｑ＜＝０；
ｅｌｓｉｆ ｑ＝０ ｔｈｅｎ ｑ＜＝１；ｙｙ＜＝ｘｘ； ｙ＜＝ｙｙｙ（０）；
－－ 把加法计
数器的数据送入 ｙｙ 寄存器
ｉｆ ｘ＝＇ ０＇ ｔｈｅｎ ｘｘ＜＝＂００１＂；
－ － 调制信号 ｘ 为低电平
时， 送入加法器的数据“００１”
ｅｌｓｅ ｘｘ＜＝＂０００＂；
（收 稿 日 期：２００６．１２．１７）（修 稿 日 期：２００７．１．１５）
图 ６ 解调程序仿真结果
４ 结束语
多进制数字调制技术与 ＦＰＧＡ 的结合使得通信系统的性能 得到了迅速的提高 解调 电 路， 该设计对其它类型的调制解调电路也有一定的参考作用。
邮局订阅号： ８２－９４６ ３６０ 元 ／ 年 － ２１９ －
Ｐ ＬＤ ＣＰ ＬＤ ＦＰ ＧＡ 应 用
中 文 核 心 期 刊 《 微 计 算 机 信 息 》（ 嵌 入 式 与 Ｓ ＯＣ ）２００７ 年 第 ２３ 卷 第 ３－２ 期
ｘ ：ｉｎ ｓｔｄ＿ｌｏｇｉｃ；
－ － 基带信号
ｙ ：ｏｕｔ ｓｔｄ＿ｌｏｇｉｃ）；
ｅｌｓｉｆ ｑ＝０ ｔｈｅｎ ｑ＜＝１；ｆ（３）＜＝＇ １＇ ； ｆ（１）＜＝＇ ０＇ ； ｘｘ（１）＜＝ｘ；ｙｙ＜＝ｘｘ；
ｅｌｓｉｆ ｑ＝２ ｔｈｅｎ ｑ＜＝３；ｆ（２）＜＝＇ ０＇ ； ｆ（０）＜＝＇ １＇ ；
ｅｌｓｉｆ ｑ＝４ ｔｈｅｎ ｑ＜＝５；ｆ（３）＜＝＇ ０＇ ； ｆ（１）＜＝＇ １＇ ； ｘｘ（０）＜＝ｘ；
时， 送入加法器的数据“０１０”
ｅｎｄ ｉｆ；
ｅｌｓｉｆ ｑ＝６ ｔｈｅｎ ｑ＜＝７；
ｉｆ ｘ＝＇ ０＇ ｔｈｅｎ ｘｘ＜＝ｘｘ＋＂０１１＂； － － 调制信号 ｘ 为低电平
时， 送入加法器的数据“０１１”
ｅｎｄ ｉｆ；
ｅｌｓｅ ｑ＜＝ｑ＋１；
ｅｎｄ ｉｆ；
ｅｎｄ ｉｆ；
ｅｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ；
ｐｒｏｃｅｓｓ（ｙｙ） － － 此进程根据 ｙｙ 寄存器里的数据进行译码
您的论文得到两院院士关注 文章编号：１００８－ ０５７０（２００７）０３－ ２－ ０２１９－ ０３
Ｐ ＬＤ ＣＰ ＬＤ ＦＰ ＧＡ 应 用
基于 ＦＰＧＡ 的 ＱＰＳ Ｋ 调制解调电路设计与实现
Ｄｅ ｓ ｉｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒｅ ａ ｌｉｚａ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆ ＱＰＳ Ｋ Ｍｏ ｄ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｄｅ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ Ｃｉｒｃｕ ｉｔ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＦＰＧＡ
《现场总线技术应用 ２００ 例》
您的论文得到两院院士关注
ｅｌｓｅ ｙｙｙ＜＝＂００＂； ｅｎｄ ｉｆ； ｅｎｄ ｉｆ； ｅｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ； ｅｎｄ ｂｅｈａｖ； ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ 环境下的仿真结果如图 ６ 所示。
Ｐ ＬＤ ＣＰ ＬＤ ＦＰ ＧＡ 应 用
ｍａｉｌ： ｌｙｊｓｍｔ＠１６３．ｃｏｍ；万频（１９６３－ ），男，广东 工 业 大学 副 教 授，研 究 方向： 计算机测控与网络技术、信息集成。 Ｂｉｏｇｒ ａｐｈｙ：Ｌｉｕ Ｙｏｎｇｊｕｎ（１９８１－ ），ｍａｌｅ，ｍａｓｔｅｒ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ： ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． （５１００９０ 广东工业大学自动化学院）刘永军 万 频 谢 云 通 讯 地 址：（５１００９０ 广 州 市 东 风 东 路 ７２９ 号 自 动 化 学 院 １＃４０４） 刘永军
ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｒｅ ａｌｓｏ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＦＰＧＡ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｕｎｄｅｒ ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｃｏｒ－
ｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ．
１ ＱＰＳＫ 简介
ＱＰＳＫ 信号有 ００、０１、１０、１１ 四种状态。所以， 对输入的二进 制序列， 首先必须分组， 每两位码元一组。然后根据组合情况， 用载波的四种相位表 征 它 们。ＱＰＳＫ 信 号 实 际上 是 两 路正 交 双 边带信号， 可由图 １ 所示方法产生。