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基于声卡的QPSK信号的实时软解调

作者:时间:2013-09-22来源:网络收藏

近几年来,PC机的各项技术得到了迅速发展,CPU的计算速度、内存容量都大幅度提高,其数字信号处理能力已经完全可以满足对常规通信信号的实时解调。将调制解调器设计在上而不是DSP芯片上,有很多好处:首先,廉价易得,充分利用卡上的line in、mic in、line out、spk out等端口,可以实现多路信号的实时解调,一卡多用;其次,优化后的解调软件占用CPU的时间很少,可以在接收数据的同时从事其他工作;第三,不受存储空间的限制,用高级语言编程,设计周期短。另外,这种设计方案与硬件平台无关,软件升级周期短。本文正是基于这种思想,抛开DSP器件,以PC机为硬件平台,实现对的实时解调,系统框图如图1所示。

  

基于声卡的QPSK信号的实时软解调

  图1中,接收机输出的基带信号经PC机采样后得到离散化的数字序列。对信号的采样可调用Windows的API函数对声卡进行控制,包括采样频率、缓存大小、每次读入的字节数等,具体实现可参看相关资料,本文不再赘述。图1中的解调软件部分是本文讨论的重点,它完成对信号的数字化实时解调功能,其数字化解调原理如图2所示。

  

基于声卡的QPSK信号的实时软解调

  软件AGC

  软件AGC用于跟踪信号外包络变化实现对衰落的补偿。本文采用图3所示对数AGC。

  

基于声卡的QPSK信号的实时软解调

  图3中的对数AGC用软件实现时,A(n)的计算采用下式。

  log{A(n+1)}=log{A(n)}+α[log{R}-log{|A(n)x(n)|}]

  图中,x(n)是软件AGC的输入信号,y(n)是输出信号;A(n)是AGC的增益控制变量;α和R为常量,取值根据设计要求在补偿速度和稳定性之间取折中,当要求补偿速度迅速时,取较大的值,反之,取较小的值。

  DFPLL载波频率恢复

  在位同步点附近,存在信号的码间串扰问题。DFPLL的基本思想就是,对于每个码元,利用位同步附近的采样点计算码元的相位,并根据基带信号码元的相位特点,计算出参考载波与信号载波的差值,利用此差值调整VCO的相位,进行载波恢复。


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关键词: 声卡 QPSK信号 实时软解调

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