无线语音通信系统中的QPSK调制解调

无线语音通信系统中的QPSK调制解调

韦佼宜[1]2015年在《室内可见光通信系统设计、电路均衡与实测》文中认为随着LED照明技术的不断成熟和LED生产成本的不断下降,基于LED光源的可见光通信(VLC, Visible light communication)技术正受到传统光通信和射频无线通信研究学者越来越多的关注。VLC技术是一种在照明的同时实现宽带接入和信息传递的无线光通信技术,无需频谱资源认证,无电磁辐射干扰,对人体健康无害,因此被认为是未来宽带接入和短距离通信方向上一项重要的补充技术。论文针对室内照明通信场景,基于实用型LED照明光源和低成本光电探测元件,参与设计并实现了音频和视频VLC实验系统,提出并实现了一种可提高发送端调制带宽的预均衡技术方案,设计并实现了VLC系统的QPSK调制方式。论文的主要工作如下:第一,阐述了室内VLC系统的基本结构,分析其中的两个关键器件——LED光源和光敏探测元件的性能特点。在此基础之上,参与设计了便捷式VLC语音通信和VLC视频传输两类室内VLC系统方案,并实现了实验系统的发送端电路。经室内环境测试表明,所设计的VLC语音通信系统可实现4m范围内的高质量音频传输;所设计的VLC视频通信系统可实现3.5m范围内的实时高清视频传输,最高通信速率可达10Mbit/s。第二,针对照明LED调制带宽过低而严重限制VLC带宽这一问题,提出了一种可根据光源特性而调整参数进行多频段预加重的电路预均衡方案。该方案根据系统光源的特性调节电路元件参数,在发送端对低频、中频和高频的信号成分进行预加重(又称预失真),从而达到优化系统性能并提高发送端整体调制带宽的效果。实测结果表明,采用预均衡电路后,发送端的整体调制带宽从3MHz提高到了9MHz。第叁,针对目前大部分可见光通信系统采用基带OOK调制,频谱效率不高的问题,设计了一种VLC系统的四相相移键控(QPSK)调制方案。并完成了QPSK调制模块的实现和测试。该调制模块可通过现场可编程逻辑阵列(FPGA)生成信号来控制QPSK模式、载波频率和符号率,使生成的QPSK信号载波和带宽适应VLC中白光LED的调制带宽。

张勇[2]2007年在《基于TDD的数字无线通信系统的构建》文中进行了进一步梳理随着无线通信技术的迅猛发展,通信方式越来越多,应用领域越来越广。但目前的通信手段在一些特殊环境中还不能满足用户需求,或在这些环境中还没有相应的通信设施。比如:在噪音很大的厂房内工作的工人,野外架线的电力工人,协同作战的武警战士,消防战士等等。这些人群工作当中急需一种携带方便,使用灵活的通信设备。本文正是迎合市场需求,设计了一套能够实现的系统方案,该系统能构实现11个用户在1公里范围内实现点对点的语音通信,以及用户间相对位置的显示。 本文首先介绍系统实现的功能,讨论了系统相关的理论技术:1 语音编解码技术;2 多址技术;3 调制解调技术;4 同步技术。接着描述了系统的9个功能模块:1 语音数字化模块,2 基带模块,3 射频模块,4 MCU控制模块,5 数据输入模块,即键盘模块,6 液晶显示模块,7 GPS模块,8 音频功放模块,9 电源模块。系统的规划了一种无冲突通信协议,详细描述了该协议各部分的工作流程,协议采用单频点TDMA多址方式,共包含11个用户,每个用户占用特定的时隙,在特定时间点向系统发送消息。巧妙的设计了素数查表法实现开机后的系统同步。应用Xilinx ISE和Modelsim仿真工具设计了作为数据传输的基带数据模块,并在Xilinx XC2S100 FPGA上实现了其功能。讨论了QPSK调制解调技术,给出了应用AD9850芯片实现了QPSK的调制的例子;研究了QPSK解调中关键的载波同步技术和码元同步技术,同时设计了一个基带码元同步数字锁相环路,分析了该锁相环路的工作原理,并且在Xilinx XC2S100 FPGA上实现该环路,该环路在±5%压控振荡器中心频率都能锁定。最后,应用Si4133频率综合芯片设计并实现了1.24G频率源。

高进[3]2012年在《复扰码性能研究》文中研究表明移动通信系统发展到现在共历经了叁代:第一代的模拟移动通信系统(1G)、第二代的数字移动通信系统(2G)以及主要是面向多媒体和无线因特网业务的第叁代移动通信系统(3G),目前主要使用的是2G和3G系统,即将推出的、具有更高比特速率的4G系统将会使用更先进的技术。3G的主流标准分别是CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA。与2G中应用比较广泛的GSM、IS-95等标准相比较,这叁个3G标准都引入了复扰码技术,复扰码技术的引入对系统的性能有各个方面的影响。本文首先分别讨论了CDMA2000、WCDMA和TD系统的复扰码技术,通过理论分析与Matlab实验仿真相结合,详细研究了它们的系统性能以及各个系统的星座图。通过对CDMA2000和TD复扰码技术的比较,导出两者扩频、扰码技术的等效方法。并根据TD扰码技术的分析过程给出了TD系统的一种扩频、扰码实验方案MSS-TD,该实验方案综合了CDMA2000与TD两个系统扰码技术的优点。最后分别对CDMA2000/WCDMA、 TD-SCDMA、MSS-TD叁种扩频扰码方案的信噪比、误码率和峰均比等进行了理论分析、实验仿真和性能比较。

高建辉[4]2012年在《云南省800MHz无线电频率规划及频谱带宽调制技术研究》文中提出无线电频率资源如同阳光、石油、煤、空气、水一样,对人类的生存和发展起到非常重要的作用,但无线电频率资源还有两个显为人知的特点,那就是其再生性和有限性。无线电频率承载了人类必需的全部信息(广义),因此,科学合理的规划使用无线电频率资源,也是我国社会主义建设顺利发展的重要保障。无线电频率规划的目标是实现频率资源的合理开发和永续利用。频率规划是我国无线电管理工作的源头,具有非常重要的地位。由于科技的不断发展,原有的规划已经不能适应社会和技术发展的需要,结合我国国情和云南省的实际情况,对我省无线电频率的重新规划,正是顺应科技发展潮流的必然选择。本文以合理规划数字集群通信系统所使用的800MHz频段频率资源为目的,在导师的指导下,完成了对800MHz频段频及其间隔的科学规划和相关技术的深入研究。文中首先首先分析了频率规划的意义,接着通过市场调查和需求分析,得出了市场对频率的需求情况,然后介绍了可以使用本规划的设备和相关技术,并分析了他们的优缺点,另外还重点分析了有关频率间隔的技术,得出了调制技术是决定频谱间隔的关键技术,之后对数字相位技术进行了深入的分析和研究,在研究现有技术的基础上,又提出了一些改进方案和一些新的调制方法,这些调制方法经过分析都能在一定程度上减小信道间隔,提高频谱利用率,但考虑到设备等多方面的因素,最终使用了25KHz的频率间隔作为云南省800MHz的规划方案,不过从文中可以知道,将来如果采用12.5KHz或更低的频率间隔是完全可行的。文章最后根据800MHz信道的特点提出了频率复用的基本方案,并得出了云南省800MHz频率规划的最终结果。本文提出的800MHz频率规划,经过了反复的讨论和修改,是科学和严谨的规划方案,无线电管理部门能够依据本规划实现对无线电800MHz频谱资源进行科学、有效的管理和分配。

王军梅[5]2004年在《无线语音通信系统中的QPSK调制解调》文中提出本课题是一个无线语音通信系统的一部分,该课题的目的是实现8Kb/s的压缩语音信号的全数字π/4-DQPSK调制与解调,调制到中频为455KHz。本文介绍了π/4-DQPSK的基本理论,分析了该系统的组成结构及原理。阐述了用Matlab设计仿真的调制解调的算法。在此基础上,应用硬件描述语言设计了电路框架,给出了仿真波形,并下载到实际FPGA芯片中。介绍了电路硬件平台的设计方案及实际电路调试方法。在实际设计中,实现了一种新的解调算法--1bit解调,优化了算法和节约了硬件资源。该π/4-DQPSK调制解调系统完成了预定的设计指标。与语音压缩系统联合测试时,该系统运行正常,话音清晰。表明该π/4-DQPSK调制解调器能够完成无线语音通信系统调制解调的任务。本人的主要工作包括:查阅资料,了解系统的结构组成和原理,确定设计方案。用Matlab对π/4-DQPSK调制解调的算法进行设计与仿真。π/4-DQPSK调制的软件实现。1bit解调算法的软件设计。软件全局仿真,仿真结果分析。系统硬件设计及调试。系统调试。

戴振华[6]2011年在《TD-SCDMA和CDMA2000复扰码的比较研究》文中研究指明模拟蜂窝系统通常被称为第一代移动通信系统(1G),现在正在使用的数字系统则都是第二代移动通信系统(2G),例如GSM(全球移动通信系统)、PDC(个人蜂窝数字系统)、IS-95。第二代移动通信系统已经能够满足人们移动话音通信的需求,因此第叁代移动通信系统(3G)应主要面向无线因特网和多媒体业务。现有的主流3G标准有WCDMA、CDMA2000 1x、TD-SCDMA以及新加入的WiMAX等。其中前叁个标准是基于CDMA方式的。TD-SCDMA和CDMA2000 1x系统相比于IS-95或者GSM系统,均引入了复扰码技术。TD-SCDMA系统更是采用了复扩频和Walsh码加权因子、专用复扰码的应用理论和实现方案。因此有必要研究引入不同复扰码技术后对系统性能的影响。本文通过对CDMA2000和TD-SCDMA两个系统复扰码技术的比较研究,指出两个系统的扩频、扰码在本质上是等效的,并给出了TD-SCDMA系统扩频、扰码等效原理图。在此基础上,通过理论推导分析和Matlab仿真实验,详细分析了复扰码电路的星座图,研究了复扰码技术对系统BER(误码率)、接收SNR(信噪比)、PAR(峰均比)的影响,及其引入的ODT(正交分集发送)和QOACI(准正交地址码干扰)对系统性能的影响。文章最后给出了一种TD-SCDMA扩频、扰码实验方案(MSS-TD),该方案综合了CDMA2000和TD-SCDMA系统扩频、扰码的优点,提高了系统的信噪比、误码率等性能。

范慧娟[7]2013年在《高性能QPSK软件解调技术的研究与实现》文中研究表明近年来,QPSK(四相相移键控)调制由于具有频谱利用率高、抗干扰性强、适合高速数据传输等优点,已经成为通信系统中最常用的一种数字调制方式。在通信系统的工程实现上,调制解调多采用FPGA、DSP或DSP+FPGA为软/硬件平台。基于该平台的通信系统性能优良,但也有成本高、设计复杂、开发周期长等缺点。随着通用计算机性能的迅速提高,利用通用计算机来构建QPSK调制解调系统将具有很大的优越性:低成本、设计简单、可移植性好、开发周期短。因此,利用C语言在通用计算机平台上实现QPSK调制解调器是一次很有意义的探索。论文首先介绍了QPSK调制解调基本原理,并对解调中载波同步和符号同步的叁种实现方法进行了分析比较,最终选用性能最好的Costas环和Gardner环来实现解调系统中的同步。然后在MATLAB/Simulink平台上对QPSK软件调制解调算法进行了仿真验证,通过给系统加频偏和时偏分析了同步偏差对系统性能的影响。最后,根据MATLAB/Simulink仿真结果在VS2005环境下利用C语言实现QPSK调制解调器,给出了具体模块的算法实现方式和软件设计流程,并通过多次实际测试验证了QPSK软件调制解调系统的功能,得出了系统在不同信噪比情况下的误比特率曲线。论文进行了大量地实际测试,结果表明论文设计的QPSK软件调制解调系统相比同类产品解调性能高、实现结构简单、可移植性好,达到了预期研究目标。

周冲[8]2009年在《多元LDPC码与广义空时码传输链路设计》文中提出为了适应未来通信技术的高速发展趋势,需要采用高频谱效率、高功率效率的编码调制技术。由于频谱资源越来越紧张,电磁辐射对环境的影响越来越被人们重视,需要采用新的调制编码技术去适应高传输速率、低发送功率的应用要求。因此,在本论文提出了采用多元低密度校验码(LDPC)作为信道编码,采用编码、调制联合优化设计方式提高频谱效率,采用能适用于各种空间环境与天线配置的广义空时编码方式,来提高整个系统的数据传输速率,降低传输的误码率。这些技术可用于未来分布式移动通信系统、传感网络、协同通信系统,并可应用到军用通信系统及无线接入网系统,对我国无线通信的发展有着重要的作用。在该研究中,信道编码部分采用了纠错性能极好的LDPC码,而空时编码部分采用了一种基于Alamouti空时码扩展的GABBA空时码。另外在整个系统的仿真和实现部分加上了QPSK调制。本论文主要进行以下几个方面的内容:第一章对本论文中涉及的无线通信系统,信道编码基础,调制映射以及空时编码基本理论作了一个简要的介绍。第二章对本课题中使用的LDPC码(包括二元与多元)做了一个详细的介绍,并给出了相关的仿真结果。第叁章对本课题中使用的ABBA空时码以及广义ABBA空时码做了一个详细的介绍,并给出相应的仿真结果。第四章首先给出了整个系统的构建,然后给出了系统算法的建模及其仿真结果,最后给出了整个系统在FPGA上的硬件实现结构和实现结果。第五章根据以上几章的内容给出了一个总结,并给出了下一步所需做的工作。

谢印庆[9]2006年在《软件无线电中GMSK与QPSK调制解调及其TMS320C6711DSP实现的研究》文中研究指明软件无线电在无线通信领域被称为是自模拟通信过渡到数字通信之后的又一次革命,在军用和民用方面都有着广阔的应用。它是一种新的无线通信技术,基于通用的可编程的硬件平台,把尽可能多的通信功能用软件实现,从而使系统的改进和升级都非常方便,容易实现不同通信系统之间的兼容。 本文在深入地研究了国内外有关软件无线电调制解调方面论文的情况下,以现代移动通信最常使用的GMSK、QPSK调制模式为研究对象,给出了具体的调制解调实现的方法,Matlab仿真。最后,使用功能强大的数字信号处理器TMS320C6711 DSP实现了对GMSK和QPSK的调制与解调,并且给出了在CCS2.0中编写的详细程序。 本文所做的工作主要有: 1、研究了软件无线电中的数字调制与解调的实现方法。 2、研究了软件无线电中的GMSK与QPSK调制与解调的基本原理。 3、在Matlab6.5中实现了对软件无线电中的GMSK与QPSK调制与解调的仿真。

石锐[10]2008年在《Blackfin DSP在数字通信中的应用基础》文中认为DSP在通信技术中的应用已经进入了一个新的时代。Blackfin处理器是一类专为满足当今嵌入式音频、视频和通信应用的计算要求和功耗约束条件而设计的新型16~32位嵌入式处理器,是ADI旗下最具发展潜力的DSP产品,其采用全新的微信号结构(MSA)架构,使得Blackfin处理器能够在信号处理和控制处理应用中均发挥上佳的作用——在许多场合中免除了增设单独的异类处理器的需要,极大地简化了硬件和软件设计实现任务。目前Blackfin在音频、视频处理中得到了大量的应用,但在无线通信领域的应用还不够广泛。因此,为协助ADI公司推动Blackfin在无线通信领域中的应用,本文集中研究基于Blackfin处理器的典型无线通信技术的解决方案,即:基于Blackfin的QPSK和16QAM数字调制解调技术的实现方案,基于Blackfin的FIR和IIR数字滤波器的实现方案以及Blackfin在扩频通信系统中的应用。本文的主要研究工作和贡献如下:给出了基于Blackfin的FIR和IIR数字滤波器的设计及优化方法、优化后的汇编语言源代码,优化前后代码所需总周期数的比较结果。给出了基于Blackfin的m序列和Gold序列的具体实现方法、优化方法、优化后的汇编语言源代码,优化前后代码所需总周期数的比较结果。给出了基于Blackfin的QPSK和16QAM的设计及优化方法、优化后的汇编语言源代码,优化前后代码所需总周期数的比较结果。以上优化后的汇编程序源代码,经测试后与Matlab仿真结果进行比较,达到预期效果,满足无线通信系统对DSP的要求,并已提交给ADI公司。同时,根据实现过程中所遇到的各种问题,向ADI公司提出有建设性的意见,以协助ADI工程师,对Blackfin处理器的硬件框架以及核结构作合理的调整。本文所给出的基于Blackfin的一些典型的无线通信技术的具体实现方法、优化方法和优化后的汇编语言源代码有助于推广Blackfin处理器在无线通信领域的进一步应用。

参考文献:

[1]. 室内可见光通信系统设计、电路均衡与实测[D]. 韦佼宜. 北京邮电大学. 2015

[2]. 基于TDD的数字无线通信系统的构建[D]. 张勇. 大连海事大学. 2007

[3]. 复扰码性能研究[D]. 高进. 南京邮电大学. 2012

[4]. 云南省800MHz无线电频率规划及频谱带宽调制技术研究[D]. 高建辉. 云南大学. 2012

[5]. 无线语音通信系统中的QPSK调制解调[D]. 王军梅. 电子科技大学. 2004

[6]. TD-SCDMA和CDMA2000复扰码的比较研究[D]. 戴振华. 南京邮电大学. 2011

[7]. 高性能QPSK软件解调技术的研究与实现[D]. 范慧娟. 西安电子科技大学. 2013

[8]. 多元LDPC码与广义空时码传输链路设计[D]. 周冲. 电子科技大学. 2009

[9]. 软件无线电中GMSK与QPSK调制解调及其TMS320C6711DSP实现的研究[D]. 谢印庆. 太原理工大学. 2006

[10]. Blackfin DSP在数字通信中的应用基础[D]. 石锐. 电子科技大学. 2008

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