基于FPGA的QPSK及OQPSK信號調制解調電路
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交錯正交相移鍵控(OQPSK)是繼QPSK之后發(fā)展起來(lái)的一種恒包絡(luò )數字調制技術(shù)，是QPSK的一種改進(jìn)形式，也稱(chēng)為偏移四相相移鍵控(offset-QPSK)，有時(shí)又稱(chēng)為參差四相相移鍵控(SQPSK)或者雙二相相移鍵控(Double-QPSK)等。它和QPSK有眷同樣的相位關(guān)系，也是把輸入碼流分成兩路，然后進(jìn)行正交調制。隨著(zhù)數字通信技術(shù)的發(fā)展和廣泛應用，人們對系統的帶寬、頻譜利用率和抗干擾性能要求越來(lái)高。而與普通的QPSK比較，交錯正交相移鍵控的同相與正交兩支路的數據流在時(shí)問(wèn)上相互錯開(kāi)了半個(gè)碼元周期，而不像QPSK那樣I、Q兩個(gè)數據流在時(shí)間上是一致的(即碼元的沿是對齊的)。由于OQPSK信號中的I(同相)和Q(正交)兩個(gè)數據流，每次只有其中一個(gè)可能發(fā)生極性轉換，所以，每當一個(gè)新的輸入比特進(jìn)入調制器的I或Q信道時(shí)，其輸出的OQPSK信號中只有0°、+90°三個(gè)相位跳變值，而根本不可能出現180°相位跳變。所以頻帶受限的OQPSK信號包絡(luò )起伏比頻帶受限的QPSK信號要小，而經(jīng)限幅放大后的頻帶展寬也少，因此，OQPSK性能優(yōu)于QPSK。實(shí)際上，OQPSK信號也叫做時(shí)延的QPSK信號。一般情況下QPSK信號兩路正交的信號是碼元同步的，而OQPSK信號與QPSK信號的區別在于其正交的信號錯開(kāi)了半個(gè)碼元。
OQPSK信號的數學(xué)公式可以表示為：
對于恒包絡(luò )調制技術(shù)，由于一個(gè)已調制的信號頻譜特性與其相位路徑有著(zhù)密切的關(guān)系(因為ω=dθ(t)／dt)，因此，為了控制已調制的信號頻率特性，就必須控制它的相位特性。恒包絡(luò )調制技術(shù)的發(fā)展正是圍繞著(zhù)進(jìn)一步改善已調制的相位路徑這一中心進(jìn)行的。
OQPSK信號的產(chǎn)生原理可用圖4來(lái)說(shuō)明。在圖4中，Tb／2的延遲電路用于保證I、Q兩路碼元能偏移半個(gè)碼元周期。BPF的作用則是形成QPSK信號的頻譜形狀，并保持包絡(luò )恒定。
OQPSK信號可采用正交相干解調方式解調，其解調原理如圖5所示。由圖5可以看出，OQPSK與QPSK信號的解調原理基本相同，其差別僅在于對Q支路信號抽樣判決時(shí)間比I支路延遲了Tb／2，這是因為在調制時(shí)，Q支路信號在時(shí)間上偏移了Tb／2，所以抽樣判決時(shí)刻也相應偏移了Tb／2，以保證對兩支路的交錯抽樣。
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