[发明专利]一种QPSK通信中基于方波节拍的超简SPWM调制系统

权利要求书

1.一种QPSK通信中基于方波节拍的超简SPWM调制系统，其特征在于：包括基于方波节拍的傅里叶级数SPWM调制算法、以及实现上述算法的基于DSP的超简SPWM数字调制系统；

所述的QPSK调制系统中基于方波节拍的傅里叶级数SPWM调制算法设计如下：

QPSK时域信号表达为：

s_QPSK(t)＝I(t)cos(2πf_ct)-Q(t)sin(2πf_ct)

其中，f_c为QPSK载波频率，I(t)为同向支路信号，Q(t)为正交支路信号；I(t)∈{1,-1}，Q(t)∈{1,-1}，其码元相位有四种，QPSK调制相位为π/4，3π/4，5π/4，7π/4；

QPSK信号对应的SPWM输出波形表示为：

其中，u(t)为单位阶跃函数，N为单支路码元数量，T_c为码元周期，τ_i为码元对应的方波初相延迟，方波信号由g(t)表示；

方波信号的傅里叶级数可表示为：

其中：

方波信号经过换能器匹配电路经换能器输出过程相当于低通滤波的过程，取其傅里叶级数直流分量及基波分量：

a₀＝0

则方波信号等效波形可写作：

其中，i对应QPSK四种不同相位，根据QPSK信号四种相位对应情况，当(I，Q)分别等于(1，1)、(-1，1)、(-1，-1)、(1，-1)时对应的方波傅里叶级数系数可解得不同码元相位对应的方波初相延迟的值，经过此种基于傅里叶级数的SPWM调制算法输出的方波波形可表示为：

其中，N为单支路码元数量，T_c为码元周期。

2.根据权利1所述的一种QPSK通信中基于方波节拍的超简SPWM调制系统，其特征在于：所述的基于DSP的超简SPWM数字调制系统包括依次连接的QPSK信号生成单元、初相计算单元、SPWM输出单元；

(1)QPSK信号生成单元

在DSP内生成信息对应信息序列，将信息序列转换为8位二进制ASCII码，对串行码序列进行双极性变换后，分割成I、Q两路并行基带码元序列；

(2)初相计算单元

根据调制信号各码元计算每个码元的起始相位，并记录各码元对应延迟参数τ_i值，将τ_i值转换为SPWM输出单元中ePWM模块计数器起始计数值进行存储；

(3)SPWM输出单元

包括定时器、ePWM模块，定时器中断周期为码元周期，码元切换时通过定时器中断重置ePWM模块的计数值以改变SPWM波初相。