摘 要

DPSK接收机是对DPSK调制信号的解调还原，具有高灵敏度,强抗干扰能力的优点，在无线电通信中有着广泛的运用，它符合蓝牙v4.0的规范，支持像2Mbps和3Mbps的增强型数据速率。本文主要研究DPSK接收机的升余弦滤波器，定时估计和精细的频率偏移估计，频偏跟踪的判定反馈检查器和时钟偏差估计补偿这四个模块以及相应模块中所涉及的算法。

本篇文章基于DPSK信号的解调原理，了解各个模块的具体实现方法和其详细的算法，通过MATLAB软件，进行代码的仿真。整个仿真过程，使用MATLAB语言进行编程，仿真，并且产生各部分的输入输出图形，同时，观察丢包率，误码率，误包率的变化。

实验的仿真结果表明，DPSK信号的解调，通过不断地改正误码率，使其趋近与零或等于零，从而达到正确输出DPSK解调结果的目的。

关键词：DPSK接收机 解调 增强型数据速率

Abstract

DPSK receiver is the demodulation or reduction of DPSK modulation signal.It has some advantages,like high sensitivity,strong anti-jamming capability.DPSK receiver has been widely used in the radio communication.It is compliant with the Bluetooth v4.0 specification and support enhanced data rate as 2Mbps and 3Mbps.This paper studies the Raised cosine filter,timing estimation and fine frequency offset estimation,detector with frequency offset tracking,clock offset estimate and compensate of the DPSK receiver as well as the algorithm involved in the corresponding modules.

This article based on the principle of DPSK demodulation signal for specific implementation of each module and the detailed algorithm.The simulation is carried out by MATLAB software.During the entire process of simulation,we use MATLAB language to program simulate and generates graphics of input and output of each part,at the same time,observe the changes in the packet loss rate,bit error rate,packet error rate.

The result of experimental simulation shows that by constantly correcting the error rate to zero or approaching zero,the DPSK receiver achieve the purpose of exporting DPSK demodulated signal correctly.

Keywords: DPSK receiver; Demodulation; Enhanced Data Rate

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 课题研究背景 1

1.3 课题研究现状 2

1.4 本文所做的工作 2

1.5 论文的结构 3

第二章 DPSK解调原理的介绍 4

2.1 DPSK信号的介绍 4

2.2 DPSK信号解调的介绍 6

2.3 本章小结 6

第三章 前端模块的介绍 7

3.1 128抽头滤波器 7

3.2 直流偏移估计和补偿 8

3.3 级联的4抽头滤波器 9

3.4 频移补偿 10

3.5 本章小结 11

第四章 DPSK核心模块的介绍 12

4.1 升余弦滤波器模块 12

4.1.1 数字增益放大 12

4.1.2 升余弦滤波器 13

4.2 时钟估计和精确频偏估计模块 14

4.2.1 定时估计 14

4.2.2 频率偏移估计 16

4.2.3 反正切Cordic相位算法 18

4.3 频偏跟踪的判决反馈器模块 18

4.4 时钟偏移补偿模块模块 21

4.4.1 时偏补偿 21

4.4.2 时偏估计 22

4.5 本章小结 25

第五章 软件程序设计与分析 26

5.1 程序设计 26

5.2 代码分析 26

5.3 调试结果分析 28

5.4 本章小结 29

第六章 总结与展望 30

6.1 总结评价 30

6.2 展望 30

参考文献 31

致 谢 32

第一章 绪论

1.1 引言

科学技术是第一生产力，通信技术的发展对社会生活的各个方面都起着基础性作用，而随着人类需求的不断增加和社会的不断前进，无线电通信应运而生，其中调制解调技术是通信系统的重中之重。调制的目的在于将被传输的数字或是模拟信号转变为适合信道传输的信号，也就是将基带信号转变为相对合适频率的带通信号。而解调也称为检波，是调制的逆过程，就是对接收的信号进行还原，即从载波中提取出基带信号。

信息传递的过程中会出现各种各样的问题，例如信息内容的错误，信息接收的延迟或是噪声干扰等等，因而用户对通信的速度，距离，可靠性，安全性和利用率提出了更高的要求。一个适合的调制方式可以极大可能的满足用户对通信有关方面的要求。调制被分为三种方式，分别为相位调制，频率调制和幅度调制。本次研究的方向是DPSK接收机，即对接收到的DPSK信号进行解调。该DPSK接收机符合蓝牙v4.0的规范，支持像2Mbps和3Mbps的增强型数据速率。

1.2 课题研究的背景

随着计算机技术的发展，人们对数据和语音的无线传输要求日益增高，蓝牙是一种短距离无线传输的标准，被应用于生活的各个方面，例如无线设备，图像处理设备，家用电器等。自从1998年来，蓝牙被提出并且得到了快速的发展，受到了世界广泛的关注。世界蓝牙组织Bluetooth SIG的成立更是给各界人士一个公开、统一的交流的平台。最初，蓝牙的传输仅支持高斯频移键控调制，蓝牙版本的不断更新，蓝牙2.0 EDR版本使得π/4DPSK信号和8DPSK信号调制变得可能。本文主要研究的是增强型数据的解调。

蓝牙发射信号有基本速率和低功耗两种类型。基本速率这种类型包括两种，一个是1Msps的GPSK信号，另一种是2Msps和3Msps的DPSK信号。2Msps表示的是π/4DPSK信号，而3Msps表示的是8DPSK信号。蓝牙发送的信号是GFSK和DPSK两种信号，两信号之间存在一个保护间隔，为5us。通过相参数比如速率，同步来进行两种信号的判别，从而达到分别调制的目的。

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