EDGE中8PSK調制的軟件實(shí)現

　　I和Q為5個(gè)幅度矢量的和，c(i)為幅度參數，cos(k)、sin(k)相位參數。對于幅度參數c(o)是固定期間的脈沖，c(i)為其不同移位后的連續信號;cos(k)、sin(k)為相位，與輸入比特和旋轉相位共同確定，但對于特定波特周期，是固定值。c(o)存儲在一張數據表里，c(i)可以通過(guò)c(o)的移位獲得，cos(k)、sin(k)存在一張數據表，相位的取值為16個(gè)離散為π/8倍數?？衫貌楸淼姆绞綄?shí)現I和Q 。

　　查表算法

　　EDGE系統的8PSK實(shí)現可采用查表算法，具體實(shí)現如圖3所示。實(shí)現算法前，要建立兩張數據表，幅度參數表與相位參數表。根據I、Q的遞推關(guān)系式中的參數k、i及當前的波特確定查表的地址，通過(guò)計算輸出I、Q數據。

　　圖中實(shí)現步驟說(shuō)明如下：

　　a)初始化包括預先的的幅度參數表和相位參數表;
　　b)順序3個(gè)調制比特決定了調制參數，利用k與i決定符號旋轉參數，他們共同決定相位參數映射地址;
　　c)k與i可以確定幅度參數的起始位置及移位參數，可以決定幅度參數的映射地址;
　　d)參數遞推算法實(shí)現兩個(gè)功能，一是波特周期的5周期的移位疊加的參數控制;二是整個(gè)波特數的移位，即加1;
　　e)I、Q數據根據其遞推關(guān)系式生產(chǎn)。

　　性能分析

　　無(wú)論用DSP還是用FPGA實(shí)現8PSK調制的查表算法，都要對參數進(jìn)行量化。這是由于c(i)為連續信號，以及cos(k)、sin(k)的取值精度不同。量化是實(shí)現8PSK調制性能指標的關(guān)鍵^[7]。衡量信號調制的指標通常采用EVM(誤差矢量幅度)。EVM定義為誤差矢量平均功率與參考矢量平均功率比值的平方根。實(shí)際上，調制信號與參考信號在幅度、相位以及頻率上存在特定差異，這些差異在I/Q平面上表現為測量信號與參考信號星座點(diǎn)在幅度和相位上的差異。其中，相位、幅度差異是由發(fā)射機初始相位、頻率偏差、相位噪聲以及射頻通道增益變化造成的。因此去除頻偏和初始相位影響的測量信號與參考信號之間的誤差可以用I/Q平面上的誤差矢量來(lái)表示，如圖4所示。

　　圖4中，測量信號矢量與參考矢量之間的夾角即為相位誤差，它們之間的幅度差即為幅度誤差，它們之間的矢量差即為誤差矢量。EVM測量指標可以由下式計算產(chǎn)生：

　　其中，Mn為測量矢量，Rn為參考矢量，En 為誤差矢量。

　　正交基帶調制信號I和Q的量化處理包括幅度參數量化和相位參數量化。量化精度與量化位數有關(guān)。幅度的連續信號當用有符號數8位、12位或16位的有符號數表示，精度分別達到0.0078125、0.0004883和0.00003052;相位的正弦與余弦值用有符號數8位、12位或16位的有符號數表示，精度分別達到0.0078125、0.0004883和0.0003052。對于相位參數的量化精度不會(huì )隨著(zhù)量化位的增加，而成比例增加。這與系統余弦表的精度有關(guān)。表2給出了8PSK調制在不同量化位下的EVM值。

　　從表中可得到，用16位幅度量化位和12位相位量化位，EVM可達0.02%，滿(mǎn)足現有通信矢量分析儀器的要求。

　　總結

　　本文分析了EDGE中8PSK實(shí)現原理，提出一種基于軟件無(wú)線(xiàn)電的實(shí)現方案。該方案在原EDGE系統中只需修改或增加一些軟件，沒(méi)有增加任何硬件和改變系統結構。因此，該方案具有高靈活性、易實(shí)現性、不增加成本等優(yōu)點(diǎn)。在GSM的增強數據速率演進(jìn)過(guò)程中，具很高的應用價(jià)值。

　　參考文獻：

　　[1] Kurronen K., Evolution of GSM Towards the Third Generation Requirements, Asian Institute of Technology (AIT) and Nokia, Hanoi, Vietnam, 25-26, 1997.
　　[2] Pirhonen R., Rautava T., Penttinen J. TDMA Convergence for Packet Data Services, IEEE Personal Commun., 6(3), 1999, 68-73.
　　[3] Multiplexing and Multiple Access on the Radio Path[S].V11.0.0. 3GPP TS 45.002
　　[4] Channel Coding [S].V11.0.0. 3GPP TS 45.003
　　[5] 張力軍,張宗櫈等譯.數字通信[M].第五版.北京:電子工業(yè)出版社, 2011-06
　　[6] 鐘凱,葛臨東,鞏克現. 基于Laurent分解的多指數CPM低復雜度序列檢測算法[J].信號處理.2011,(05)
　　[7] 林志堅,黃聯(lián)芬,陳翔,王京.基于FPGA的8PSK軟解調的研究與實(shí)現[J].通信技術(shù).2011,(2)