基于VHDL的4PSK的设计与实现

1 引言
实际通信中的许多信道都不能直接传送基带信号，必须使用基带信号控制载波波形的某些参量，使得这些参量随基带信号的变化而变化，即正弦载波调制。数字通信系统有二进制数字调制和多进制调制两种方式。而后者比前者具有以下特点：相同码元传输率下，多进制系统信息传输率高；相同信息速率下，多进制信号码元的持续时间长，因此码元能量增加，抑制信号特性引起的码间干扰。
这里是利用层次化、模块化和参数化的设计方法，通过MAX+PUSSⅡ软件平台，设计多进制数字相位调制MPSK(M―ary Phase―Shift Keying)中的四相制4PSK(4一ary Phase―Shift Keying)的调制系统和解调系统。

2 4PSK调制解调原理
多进制数字相位调制又称多相调制，它是利用载波的多种不同相位来表征数字信号的调制方式。多进制数字相位调制有绝对相位调制和相对相位调制两种。本设计是4进制绝对相位调制4PSK。4PSK的基带信号只有“0”、“1”、“2”、“3”四个电平值，在π／4体系的调制方式下，其调制信号所对应的相位分别为45°、135°、225°、315°。其典型波形如图1所示。4PSK的产生方法有直接调相法和相位选择法。对于可编程逻辑器件，利用直接调相法产生调制信号时，相对运算量较大，因此选用相位选择法。图2为4PSK相位选择调制原理图。

利用基带信号控制4个不同开关，选通不同的载波通路。当基带信号是“0”时，选通通路0，且关闭其他3个通路，使得调制信号对应的载波的相位为45°。同理基带信号分别是“1”、“2”、“3”时，调制信号对应的载波相位分别为135°、225°、315°。
对于4PSK的解调，采用相位判别法，在调制信号中检测出相位变化的位置，随后根据起始相位对应于调制信号中心位置的距离辨别出相位数值，再利用载波和基带信号之间的对应关系，解调出基带信号。