EDGE中8PSK調制的軟件實(shí)現

　　摘要：EDGE作為GSM增強數據速率演進(jìn)系統，其關(guān)鍵技術(shù)之一是引入具有更高調制速率的8PSK調制。EDGE中8PSK調制不同于一般8PSK調制，它采用的脈沖成型濾波器是對GMSK進(jìn)行Laurent分解獲得的線(xiàn)性GMSK脈沖，且采用硬件電路實(shí)現。硬件實(shí)現Laurent分解及成型濾波存在電路成本高、靈活性差、精度低、結構復雜等缺點(diǎn)。針對EDGE中硬件實(shí)現8PSK的這些缺點(diǎn)，提出一種易于軟件實(shí)現的數字信號處理算法。該算法利用正交調制實(shí)現方式與軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，可在通用編程硬件平臺上軟件實(shí)現8PSK調制，具有可移植性、易實(shí)現性、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可用于GSM增強數據速率演進(jìn)系統中。

　　引言

　　在GSM(全球移動(dòng)通信系統)蜂窩移動(dòng)通信系統中，業(yè)務(wù)分語(yǔ)音業(yè)務(wù)與數據業(yè)務(wù)兩類(lèi)。在無(wú)線(xiàn)傳輸中，不論語(yǔ)音業(yè)務(wù)還是數據業(yè)務(wù)都采用了GMSK(高斯最小頻移鍵控)的調制方式。GMSK調制具有恒包絡(luò )和帶外輻射小的優(yōu)點(diǎn)，滿(mǎn)足了語(yǔ)音業(yè)務(wù)和一些低速數據業(yè)務(wù)的需求，但是它無(wú)法適應不斷發(fā)展的多媒體數據業(yè)務(wù)需求。EDGE(增強數據速率的GSM演進(jìn))是為了GSM向第三代移動(dòng)通信系統過(guò)渡的通信標準，被稱(chēng)為2.75G^[1]。它的主要目的是提高數據的傳輸速率，實(shí)現2G到3G的平穩演進(jìn)。因此，EDGE采用了比GMSK調制更高數據速率的8PSK調制，在符號速率保持不變的前提下，采用8PSK調制技術(shù)所能達到的數據傳輸速率是GMSK的4倍，可以充分滿(mǎn)足未來(lái)無(wú)線(xiàn)多媒體應用的數據業(yè)務(wù)需求^[2]。

　　8PSK調制作為一種傳統的調制方式，被蜂窩移動(dòng)通信采用還是第一次?，F有的8PSK調制實(shí)現方法分為模擬實(shí)現和數字實(shí)現，如調相法和相位選擇法，一般都是硬件實(shí)現。這就造成靈活性差、成本高、調制精度不高、實(shí)現困難和結構復雜等問(wèn)題，無(wú)法適應當前移動(dòng)通信的要求。隨著(zhù)現代工藝和器件的發(fā)展、特別是軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的發(fā)展，給8PSK調制的軟件實(shí)現創(chuàng )造了條件。利用軟件實(shí)現8PSK調制，體現了軟件無(wú)線(xiàn)電的靈活性和開(kāi)放性。對于EDGE系統，8PSK調制的軟件實(shí)現只是修改和增加一些調制代碼，很容易實(shí)現，也可減低成本。本文重點(diǎn)研究一種適合EDGE系統8PSK調制的軟件實(shí)現方法。

　　8PSK調制原理

　　EDGE是一種有效地提高信道編碼效率的高速移動(dòng)數據標準，具有MCS-1~MCS-9等九調制編碼方式，其中MCS-5~MCS-9采用了8PSK調制^[3]。8PSK調制具有更高的數據速率和頻帶效率，圖1給出了3GPP協(xié)議實(shí)現的流程圖，其數據業(yè)務(wù)調制比特率為812.5kb/s，波特率為270.833kb/s^[4]。di 為輸入調制比特序列，x(t)為輸出調制后的8PSK射頻信號。di 進(jìn)過(guò)符號映射輸出復數sk，再進(jìn)過(guò)符號旋轉輸出復數rk，然后進(jìn)過(guò)線(xiàn)性GMSK脈沖濾波輸出基帶信號y(t)，再進(jìn)過(guò)上變頻處理輸出8PSK的射頻調制信號x(t)，其中下標i和k分別表示調制比特序號和調制波特序號。

　　8PSK調制比特是遵循Gray(格雷)碼的格式，其映射規律如下：

　　其中l為符號映射參數，具體值如表1所示。

　　圖2給出了8PSK映射后的星座圖，其中I為sk的實(shí)部，Q為sk的虛部映射后的復數sk進(jìn)行符號旋轉后的信號為：

　　對rk調制比特執行線(xiàn)性脈沖成型濾波，該濾波器是線(xiàn)性GMSK脈沖，是GMSK調制脈沖的Laurent分解主瓣^[5-6]。它的沖激響應為