引言
　　數(shù)字相位調(diào)制分為PSK和DPSK兩種基本調(diào)制方式。PSK方式是受鍵控的載波相位按基帶脈沖而改變的一種數(shù)字調(diào)制方法，而DPSK則是利用前后相鄰碼元的相對載波相位值去表示數(shù)字信息的一種方式。在PSK系統(tǒng)中，由于發(fā)送端是以某一個相位做基準的，因而在接收系統(tǒng)中也必須有對應(yīng)的基準相位作參考，如果基準相位發(fā)生變化就會造成誤碼�？紤]到實際通信時參考基準相位的隨機跳變是可能的且不易被發(fā)覺，由這種因素導(dǎo)致的現(xiàn)象稱為PSK方式的“倒”現(xiàn)象或“反向工作”現(xiàn)象，所以在實際應(yīng)用中為了避免這種現(xiàn)象人們往往采用DPSK方式。
　　通常來說，DPSK接收機分為兩種。一種就是過去人們采用的模擬解調(diào)，將接收的信號先經(jīng)過下變頻至基帶后再進行數(shù)字化處理。然而，隨著DSP技術(shù)的發(fā)展以及高速 A/D、處理器的出現(xiàn)，另一種數(shù)字解調(diào)的方法應(yīng)運而生，即通常所說的軟件無線電接收機，其思想是以一個通用、標準、模塊化的硬件平臺為依托，通過軟件化實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)的各種功能。它是在RF或高中頻上直接對信號進行數(shù)字化，再由數(shù)字下變頻器和DSP進行全數(shù)字解調(diào)。一般信號的解調(diào)算法分為非相干解調(diào)和相干解調(diào)兩種，其實現(xiàn)原理見圖1、2。

非相干DPSK解調(diào)算法結(jié)構(gòu)
　　完整的DPSK調(diào)制信號的接收過程一般包括前導(dǎo)字信號的偵測、前饋同步參數(shù)估計、解調(diào)／解碼這三個主要部分。這里主要討論DPSK信號解調(diào)／解碼這部分的算法，并對算法進行了說明，整個算法實現(xiàn)的流程圖如圖3。

　　信號經(jīng)過高速A／D變換器，采樣后的數(shù)據(jù)通過10MHz帶通濾波器濾除帶外干擾，然后信號分為兩路，一路直接輸入到乘法器，另一路經(jīng)過延時作為相位比較信號輸入到乘法器。乘法器的輸出信號通過低通濾波器將高頻分量濾除產(chǎn)生方波，最后由判決器判決得到解調(diào)后的信號。整個解調(diào)算法由DSP內(nèi)部軟件實現(xiàn)，不僅簡化了硬件系統(tǒng)，同時也減少了干擾。
　　由于本文討論的是非相干接收，因此不需要進行載波相位恢復(fù)。設(shè)已知信源碼元速率為1/TS，n0為信道中的高斯寬帶白噪聲，則經(jīng)過信道傳輸后的信號形式可以表示為：
　　S1(t)=S2DPSK(t)+N0 　　　(1)
　　以下信號分別對應(yīng)圖2中各點信號，為表達方便，表達式中略去噪聲部分。
　　經(jīng)過帶通濾波器的信號a形式可表示為：
　　Sa(t)=S2DPSK*h1(t)　　(2)
　　延時器輸出b點信號表示為：
　　Sb(t)=Sa(t-Ts)=[∑anA0Cos(wct-Ts)]*h1(t-Ts) 　　(3)
　　　　　　　　　　　　 n
　　乘法器輸出c點信號表示為：
　　Sc(t)=Sa(t-Ts)·Sa(t)　　　　　　(4)
　　d點信號表示為：
　　Sd(t)=Sc(t)*h2(t) 　　　　　　(5)
　　考慮到系統(tǒng)的具體可實現(xiàn)性以及較好誤碼率的保證，圖中濾波器采用10級切比雪夫FIR濾波器，根據(jù)輸入信號的要求確定濾波器的各項參數(shù)。濾波器要盡可能讓目標信號通過，并抑制帶外干擾信號。從濾波器幅頻特性曲線的角度來說，就是要求通帶波動盡可能�。煌◣�寬度盡可能與信號帶寬相等，過渡帶盡可能銳利；阻帶衰減盡可能大。濾波器的系數(shù)可以通過Matlab設(shè)計得到，而整個濾波系統(tǒng)的軟件化可以在DSP中通過相乘循環(huán)累加指令來實現(xiàn)。濾波器輸出形式表示如下：
　　y(n)=h(0)X(n)+h(1)X(n-1)+A+h(N-1)X[n-(N-1)](6)
　　其中N代表濾波器抽頭系數(shù)的個數(shù)，這里N取10。
結(jié)果比較與分析
　　通過在Matlab中進行仿真來驗證算法的可行性。仿真中假設(shè)信道中夾雜著高斯白噪聲，通過改變輸入信噪比，產(chǎn)生不同的隨機噪聲序列，從而得到了不同信噪比下系統(tǒng)的誤碼性能，如圖4所示。

　　由圖4可見，最佳相干解調(diào)算法的性能遠遠優(yōu)于差分相干解調(diào)算法，但是在輸入信噪比較高的情況下，差分相干解調(diào)算法也同樣能夠取得較好的誤碼率。而本文所提出的算法與理論的差分相干解調(diào)誤碼性能相比，在誤碼性能方面有所提高，這主要是由算法中具體判決規(guī)則的改進而決定的。

硬件實現(xiàn)
　　按照以上所述的方法，在自行設(shè)計的DSP硬件平臺上實現(xiàn)了對DPSK信號的非相干解調(diào)。這里輸入為10MHz的DPSK信號，信號經(jīng)過前端放大、鉗位電路和差分電路處理后進入高速A/D。系統(tǒng)采用奈奎斯特直接采樣對該信號進行數(shù)字化，采樣后的數(shù)據(jù)直接送到DSP實現(xiàn)DPSK信號的非相干解調(diào)。實際結(jié)果表明該方法正確可行，信號接收解調(diào)穩(wěn)定，圖5即是該DPSK非相干接收機的硬件原理圖。系統(tǒng)設(shè)計中硬件選取Maxim公司生產(chǎn)的高速并行A/D變換器 MAX1449作為系統(tǒng)前端模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其采樣速率最高可達100MHz，10位并行輸出。DSP則選取TI公司的TMS320VC5402，工作頻率在 100MHz。各部分控制信號由CPLD產(chǎn)生，C5402的部分地址線和選通信號經(jīng)過CPLD邏輯譯碼產(chǎn)生控制信號分別對A/D變換器的輸出、反饋放大器的放大倍數(shù)、RAM以及ROM進行控制，該部分選取ALTERA公司的EPM7032AETC44-4，其4ns的響應(yīng)時間足以滿足系統(tǒng)要求。
結(jié)語
　　在本系統(tǒng)中，由于只對經(jīng)過處理的采樣數(shù)據(jù)的符號位進行判決，相比較而言更加減少了由于計算精度而引起的誤差，大大提高了系統(tǒng)的性能。并且隨著采樣頻率的提高，以及濾波器階數(shù)的增加，在輸入信噪比較低的情況下也能有較好的誤碼性能。對于實際中頻信號的解調(diào)，本文所采用的奈奎斯特直接采樣就顯得不太現(xiàn)實，但隨著帶通采樣、數(shù)字下變頻、頻率內(nèi)插技術(shù)的應(yīng)用，這些問題也會迎刃而解。

參考文獻

1 張雄偉,曹鐵勇. DSP芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用.電子工業(yè)出版社,2000
2 彭啟琮.TMS320C54X實用教程.電子科技大學(xué)出版社,1999
3 王立寧,樂光新,詹非.MATLAB與通信仿真.人民郵電出版社,2000
4 樊昌信,詹道庸,徐炳祥,吳成柯.通信原理.國防工業(yè)出版社,1995
5 李棠之等.通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù).科學(xué)技術(shù)文獻出版社, 2000