基于ASS201S的16QAM调制及其在VisaS环境下的实现.docVIP

s(t ) ? [? xk g (t ? kTs )] cos ? t ?[? yk g (t ? kTs )]sin ? t （1） k k 基于 ADSP-TS201S 的 16QAM 调制 及其在 VisualDSP++环境下的实现 周 小 军 （西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室， 陕西 西安 710071； 甘肃工业职业技术学院电子工程系， 甘肃 天水 741025） 摘 要： 正交振幅调制因其较高的频带利用率 和相 对 较 低的误码率而被定为很多数字通 信 系 统的数字传输标准. 该文讨 论 了 16QAM 调 制 原 理 ， 在 VisualDSP++环 境 下 用 TigerSHARC TS201S 处 理器产生 16QAM 信号， 且在 ADSP-TS201S EZ-KIT 评估板上 进行功能验证. 关键词： 正交振幅调制 ； 中图分类号： TN914.3 数字信号处理器 ； 文献标识码： A ADSP-TS201S； VisualDSP++ 文章编号： 1672-0520 （2011） 02 -0094-05 引言 正交幅度调制 （Quartered Amplitude Modulation） 就是一种高效的数字调制方式. 与其它调制技术 相比， 它频谱利用率高、 抗多径衰落能力强、 功率谱衰减快、 且具有抗噪声能力强等优点［1］. 因而在中、 大容量数字微波通信系统、 有线电视网络高速数据传输、 卫星通信等领域得到广泛应用［2］. 软件无线电是 以可编程的 DSP 或 CPU 为中心， 将模块化、 标准化的硬件单元以总线方式连接起来， 构成通用的基本 硬件平台， 并通过软件加载来实现各种功能的开放式的体系结构［3］. 本文讨论了 16QAM 调制原理并给出了 基于 DSP 的 16QAM 数字调制的软件编程实现及硬件功能测试. 1 16QAM 调制信号 1.1 16QAM 信号简述 正交幅度调制解调单独使用振幅和相位携带信息时， 不能最充分利用信号平面， 这可由矢量图中 信号矢量端点的分布直观观察到［4］. 多进制振幅调制时， 矢量端点在一条轴上分布； 多进制相位调制时， 矢量点在一个圆上分布. 随着进制数 M 的增大， 这些矢量端点之间的最小距离也随之减少 ［5］. 但如果充 分利用整个平面， 将矢量端点重新合理地分布， 则可能在不减小最小距离的情况下， 增加信号的端点 数. 基于上述概念引出的振幅与相位结合的调制方式被称为数字复合调制方式， 一般的复合调制称为幅 相键控 （APK）， 2 个正交载波幅相键控称为正交振幅调制（QAM）［6］. M-QAM 信??可以表示为: 收稿日期： 2010 - 10 - 28 作者简介： 周小军 （1982 -）， 男， 甘肃天水人 ， 讲师， 硕士， 研究 方向 ： 信号与信息处理. 它是 2 个已调正交载波信号， 在电路实现中， 正交载波 sinωt 可用同相载波 cosωt 经移相 π/2 后得 到， 所以取负号. g（t）为系统的单位脉冲响应， 取幅度为 1， yk 分别表示所要传输的 2 路多电平信号 xk， 第 k 个码元的值， Ts 是一个码元的持续时间， ω 是载波角频率［7］. 1.2 16QAM 信号调制原 理 在理想状态下， M-QAM 的 M 个载波状态可以调制 log2M 个比特， 如 16QAM 的载波状态最多可调 制一个 4b 的信号 （log216=4）， 也就是说 M-QAM 的频谱利用率为 log2M （b·s-1·Hz-1） . 目前星座图里的 样点数， 例如 16QAM， 确定 QAM 的类型， 16 个样点表示这是 16QAM 信号， 星座图里每个样点表示一 种状态［8］. 16QAM 有 16 态， 每 log2M=4 位规定 16 态中的 1 态. 16QAM 中规定了 16 种载波幅度和相位的 组合， 16QAM 的每个符号或周期传送 4b. 16QAM 也是二维调制技术， 在实现时也采用正交调幅的方 式， 某星座点在 I 坐标上的投影去调制同相载波的幅度， 在 Q 坐标上的投影去调制正交载波的幅度， 然后将 2 个调幅信号相加就是所需的调相信号. 可见星座点数越大， 在一个周期内可传送的数据比特数 就 越 多 ， 频 谱 利 用 率 就 越 高 . 16QAM， 32QAM， 64QAM， 128QAM 的 频 谱 利 用 率 理 论 值 分 别 为 （单位： b·s-1·Hz-1） . 此处的频谱利用率理论值是指当传输信号的频谱为理想低通频谱时所 4，