雙軟擴頻與π／4DPSK復合調制系統建模仿真

摘要：為了有效提高系統的抗干擾能力，在已有軟擴頻的基礎上，提出了一種新的雙軟擴頻與π／4DPSK復合調制系統，即發(fā)送端數據經(jīng)過(guò)串并轉換后，選取兩組正交碼擴頻并與π／4DPSK調制信號復合后調制載波，接收端下變頻后使用比特軟值解調恢復出發(fā)送數據。并進(jìn)行了系統建模和在A(yíng)WGN和多徑信道下的誤碼率性能仿真。結果表明，新系統在BER=10-5時(shí)比傳統的硬判決解調算法性能提高約3 dB，具有較好的抗干擾與抗多徑能力。
關(guān)鍵詞：軟擴頻；卷積編碼；差分解調；比特軟值；多徑

軟擴頻又稱(chēng)多進(jìn)制正交擴頻，是一種高效的擴頻調制方式，它是從直接序列擴頻技術(shù)衍生而來(lái)的一種新型基帶擴頻技術(shù)，與傳統的直接序列擴頻技術(shù)相比，它在相同的信息速率和系統帶寬條件下具有更高的擴頻增益，能夠有效解決傳輸帶寬和處理增益之間的矛盾。π／4DESK是一種比較適合衰落信道傳輸的調制方式，在移動(dòng)通信中得到了廣泛使用，其解調不需要相干載波，因而不存在相位模糊等問(wèn)題。文獻對雙軟擴頻系統進(jìn)行了性能分析，但I、Q兩路采用同一組擴頻碼集合，增加了后續解調工作的復雜度，同時(shí)受限于硬判決方式，系統性能有進(jìn)一步提升的空間。文獻和文獻給出了雙軟擴頻系統的軟信息提取算法，并進(jìn)行了FPGA實(shí)現，由于僅使用了軟擴頻，與復合系統相比，解調端需要更多的相關(guān)器，復雜度較高。文獻提出了DNOrth-MDPSK的差分解調算法，從理論上進(jìn)行了分析，但所提算法較復雜，不方便工程實(shí)現。
針對這一情況，筆者提出了一種新的雙軟擴頻與π／4DPSK復合調制系統，即將2路軟擴頻信號與1路π／4DPSK差分相位調制信號進(jìn)行復合后分別經(jīng)I路和Q路同時(shí)進(jìn)行傳輸，在接收端使用比特軟值進(jìn)行解調，對所提系統使用Matlab／Simulink進(jìn)行了建模，并對所建模型在A(yíng)WGN與多徑信道下進(jìn)行了誤碼率性能仿真。

1 雙軟擴頻與π／DPSK調制結構
雙軟擴頻與π／4DPsK調制結構如圖1所示，數據經(jīng)串并轉換分為3路，2路1bM bit數據進(jìn)行軟擴頻，分別從2個(gè)維的正交擴頻碼集合WI和WO中各選擇一個(gè)正交序列，1路2 bit數據進(jìn)行π／4DPSK調制。

設在第n個(gè)符號周期內兩支路發(fā)送的擴頻碼序列分別為，第n個(gè)符號與第n-1個(gè)符號的相位差為△θ，則發(fā)送信號的等效低通表達式為：

式中：TS為符號周期；(n-1)Ts≤t≤nTs。相位差△θ根據π／4DPSK調制，由表1決定。

對基帶信號上變頻，載波exp(jωct)，則發(fā)射信號表達式為：