pi_4_DQPSK调制解调系统的关键技术
dqpsk调制解调原理
dqpsk调制解调原理dqpsk（Differential Quadrature Phase Shift Keying）是一种常用的数字调制技术，它在无线通信中广泛应用于提高数据传输速率和频谱效率。
dqpsk调制解调原理是指如何通过改变载波的相位差来实现数字信息的传输。
一、dqpsk调制原理dqpsk调制是一种相位调制技术，它通过改变载波信号的相位来传输数字信息。
在dqpsk调制中，每个码元代表两个比特，因此相比于传统的bpsk调制，dqpsk调制可以实现更高的数据传输速率。
dqpsk调制的原理如下：1. 分组：将要发送的数字信息按照一定的规则分成多个组，每个组包含两个比特。
2. 映射：将每个组映射到相应的相位差，例如00映射到0°相位差，01映射到90°相位差，10映射到180°相位差，11映射到270°相位差。
3. 调制：将映射后的相位差调制到载波信号上。
例如，如果当前组的相位差为0°，则将载波信号保持不变；如果相位差为90°，则将载波信号相位向前移动90°；如果相位差为180°，则将载波信号相位向后移动180°；如果相位差为270°，则将载波信号相位向前移动270°。
4. 发送：发送调制后的载波信号。
二、dqpsk解调原理dqpsk解调是将接收到的dqpsk调制信号还原为原始数字信息的过程。
dqpsk解调的原理如下：1. 接收：接收到经过信道传输后的dqpsk调制信号。
2. 相位计算：通过比较连续两个码元之间的相位差，计算出当前码元的相位差。
3. 判决：根据相位差的值来判决该码元所代表的数字信息。
例如，如果相位差为0°，则判决为00；如果相位差为90°，则判决为01；如果相位差为180°，则判决为10；如果相位差为270°，则判决为11。
4. 解映射：将判决得到的数字信息还原为原始的比特流。
π／4-DQPSK调制解调位同步算法及其FPGA的实现
Ｋｅｗ ｒｓ ｑ４ＤＱ Ｓ ｙ ｏｄ ：， 一 Ｐ Ｋ；ｓ ｂ ｌ ｙ ｃｒｎｚｔ ｎ Ｐ ｍ ｙ ｏ ｎ ｈｏ ｉ ｉ ；Ｆ ＧＡ ｓ ａｏ
０ 引
言
１ 调 制解 调 的 原 理
７４Ｄ Ｐ Ｋ信号 星座 图和原理框 图分别 图 １ 图 ２ ｃ ～Ｑ Ｓ ／ 和 所
ｎ ｅ ｗｏ ｓｍｐ ｉｇｐ ｉｔ ｙ ｂ １Ｓ ｈ ｌｏ ｉｈ ｉ ｓｍｐｅａ ｄｔ ｅｏ ｅａｉｎ ｉ ａｓ ｉ ｌ ｎ ｈ ａ ｅｔ ｅ ｔ ｅ ｄ ｔ ａ ｌ ｏ ｎ ｓｉ ａｓ ｎ ｎ ｍ ｏ． ｏ ｔｅａｇ ｒｔｍ ｓ ｉ ｌ ｎ ｈ ｐ ｒｔｏ ｓ ｌｏｓｍｐｅａ ｄｔ ｅｓｍ ｉ ｓｉ ｍ ｉ ｂ ｔｅ ｏ ｉ ｌｍｅ ｔｔ ｅ ａｌｄｇｔｌｒｃ ｉｅ．Ｍ ｅ ｎ ｉ ｍ ｐｅ ｅ ｔｎ ｈｓｔ ｅ ｒ ｋ ｓ ｕ ｅｏ ＧＡ ｓ ｅ ｔｒｔ ｍｐ ｅ ｎ ｈ ｌ ｉｉａ ｅ ｅｖ ｒ ａ ｗｈｌ ｉ ｌｍ ｎ ｉｇ ｔ ｉ ｈ ｙ ｍａ ｅ ｓ ｆＦＰ ．Ｔｈ ｅｕ ｔ ｅ ｏ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈｓ ｈ ｗｓ ｔ ｉ ｍｅ ｈ ｄ ｓ ｒｆｒ ｔ ＤＬＬ ｎ ｃｏ ｔ ｏ ｉ ｐ ｅｅ ｏ ｉ ａ ｃｍｍ ｏ ａｉｇ ａａ ｔｒ ａ ｄ ｄ ｐ ａ ｉ ｔ．Ｉ ａｓ ａ ｈｅ ｅ ｓ ｃ ｅｓ ｎ ｄ ｔ ｐ ｒｍｅｅ ｎ ａ ａ ｔｂ ｌ ｙ ｔ ｌｏ ｃ ｉｖ ｓ ｕ ｃ ｓ ｉ ｎ ｉ
ａ ｇ ｒ ｔ ｍ ｎｄ ｍ ｐｌ ｍ ｅ ａ ｉ ｎ ｎ ＦＰＧＡ ｌ ｏ ｉｈ ａ ｉ ｅ ｎｔ ｔｏ ｉ
Ｆｅ ｇＪ ａ Ｌｉ ｎ ｎ ｕ ｎ ｎＢｉ
（ ｐ ｒｍｅ ｆＥｎ ｎｅｒｎ ｃ ｎ ｌｇ Ｄｅ ａ ｔ ｎｔｏ ｇ ｅ ｉｇＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，Ｓｃ ａ ｏｍ ａ ｎｖ ｒ ｉｙＣａ ｔｎ ｍｐ ｓ ｉｈｕ ｎＮ ｒ ｌＵ ｉｅｓｔ ｏａ ｇ Ｃａ ｕ ，Ｃｈｅ ｇ ｕ ６ ０ ７ ） ｎ ｄ １ ０ ２
π／4-DQPSK调制解调系统的关键技术
Ｔ ＡＮ ａ — ｅ ｇ，ＬＵＯ Ｘｉｎ ｈ ｎ Ｙｉ
（ ｏ ｅ ｅｏ ｏ Ｃ Ｈ ｇ ｆＣ ｍｍｕ ｉａｉｎＥ ｇｎ ｅ ｎ ，Ｃ ｏｇ ｉｇＵｎｖｒｉ ，Ｃ ｏ ｇ ｉｇ４ Ｏ ４ ｎｃ ｔ ｎａｅ ｆ ｇ ｈｎ ｑｎ ｉｅｓｙ ｈ ｎｑｎ Ｏ Ｏ ４，Ｃ ｉａ ｏ ｉ ｔ ｈｎ ）
２０ ０ ８年 ５月
Ｍａ ０ ｙ ２ ０８
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ． １２ ５
７ ４一Ｄ Ｐ Ｋ调 制 解 调 系统 的 关 键 技 术 ／ ＱＳ
谭 晓衡 ， 罗 毅
４ｏ ４ ） ｏ０４
（ 庆 大 学 通信 程 学 院 ， 庆 重 重
Ｒ ｓａ ｃ ｎ Ｋｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉ ／ 一 ＱＰ Ｋ ｄ ｌｔ ｎ ｅｅ ｒｈ ｏ ｙ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｉ ｎ ４Ｄ Ｓ Ｍｏ ｕａｉ ｓｎ ｏ
抗 多径能 力强
展 起来 的一 种 线性 窄带 数 字 调 制技 术 一 ． 在 它
码 元转 换时 刻的相 位突变 限 于 ±７ ４或 ±３ ／ ， ／ ７ ４ 没
有 因 １０相位 突变 而引起 的 １０ ８。 ０ ％包 络起 伏 ， 因
１ 兀 ４一Ｄ Ｐ Ｋ系统 发 送 端 ／ ＱＳ
维普资讯
谭 晓衡 ， ：／ 等 ７ ４一Ｄ Ｐ Ｋ调 制 解调 系统 的关键技 术 ｃ ＱＳ 非归零 码 不能提 取位 同步信 息 的困难 ［ 』 相 位 编码映 射按 照 ｇ ｙ编码 的方 式将 上 下 支 ｒ ａ 路数据 分别 作 为 横 纵 坐 标 对 应 于 星座 点 ． 星 座 若
点坐标 采用 ８位 量 化 ， 么 由舍 人 引起 的 量 化 电 那
信源端 用 的整数 发 生器 必须 考 虑 克服 双 极性
基于DSP的π／4-DQPSK调制解调器的实现
Ａｂｔ ｃ ： ｅｎ ４Ｄ Ｓ ｄ ｍ ｅｈ ｏｏ ｙｗｈｃ ｄ ｌ ｓｄ ｉ ｂｌ ｃｍｍｕ ｉ ｔ ｎ ａ ｄ ｓｔｌｔ ｓ ａ ｔＴｈ ／ ・ ＱＰ Ｋ ｍｏ ｅ ｔｃ ｎ ｌ ｉ ｉ ｗｉｅ ｕ ｅ ｎｍｏ ｉ ｏ ｒ ・ ｇ ｈｓ ｙ ｅ ｎｃ ｉ ｎ ａｅｌｅ ａｏ ｉ
ｈ ｒ ｗ ｒ ｅｉｎ ｉ ｅｓ ． ｉ ｐ ｐ ｒｇｖｓｔ ｅＭｏ ｔ ａ ｉ ｉ ｌｔ ｎ ａ ｏ ｔｔｉ ｐ ｏｅｔ ａ ｄｓ ｏ ｈ ａｄ ａｅｄ ｓ ｓ ａｙ Ｔｈｓ ａ ｅ ｉｅ ｈ ｎ ｅＣ ｒ ｓ ａｉ ｂ ｕ ｈｓ ｒｊｃ， ｎ ｈ ｗｓｔｅ ｇ ｏ ｍｕ ｏ
调制端 主要是 由 Ｄ Ｐ完成信号映射 和波形成 Ｓ 形 的工作 ， 调制端具体框图如图 １ 所示 。信息码流
和 被差 分 编码 ：
Ｊ — Ｊ Ｃ 一 Ｑ卜 ｓｎ ｌ 卜１Ｏ １ｉ ＆ — １ｉ＆ ＋ Ｏ－ ｃ ｓ ｓｎ ａ １ｏ （） １ （） ２
与 Ｏ Ｐ Ｋ和 Ｑ Ｓ ＱＳ Ｐ Ｋ相 比， 其相位 突变限于 ±ｎ ４ ／
率 曲线 。
由于其频带利用率高、 占用频带窄 ， 特别是能够使用 差分检测的方案 ， 因此应用广泛。ｎ ４Ｄ Ｐ Ｋ调制 ／－ Ｑ Ｓ
方式是 由美 国贝尔实验室的 Ｐ 八 Ｂ ｋｒ ． ａ ｅ 首先提 出
的 。它是在 ｏＱＰ Ｋ、 Ｓ 的基础 上 发 展起 来 的 ， Ｓ ＱＰ Ｋ
１ ／－ ＱＰ Ｋ调 制方案设计 ｎ ４Ｄ Ｓ
关 键 词 ： ４ Ｑ Ｓ 符号定时； Ｓ 一 Ｐ Ｋ； Ｄ ＤＰ
中 图分类号 ：Ｎ ｌ Ｔ ９１
文献标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ：０ ５９ ９ （０ ６ ０－６８ｏ １０ －４０２ ０ ）３． ８—３ ）
基于FPGA实现PI-4_DQPSK调制解调的一种方法
图 2 发射端系统实现框图 差分相位编码是整个调制过程的核心部分，输入数据通 过串并转换后被分为同相数据 data_I 和正交数据 data_Q，确 定调制后码元的初始相位后，对标准正弦波进行 64 位采样， 把相位差 映射为相应的数值，如表 1 所示。
表 1 差分相位映射表
图 4 串并转换数据 16.2 3.2 解调部分测试
4 结语
本文在研究 /4-DQPSK 调制与解调原理的基础上，设计 了基于 FPGA 的数字通信系统。解调方式采用的是中频差分 检测的方式，该方式不需要在解调过程中恢复本地载波信号， 降低了系统的设计难度。经过多次测试表明，本系统工作稳 定，各项技术指标达到了预期设计目标。该方案具有易于实 现、可靠性强、实用价值高等特点。
参考文献：
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[2] 樊昌信,曹丽娜.通信原理（第 6 版）[M].北京:国防工业出 版社,2007:349-360P
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1 /4-DQPSK 调制解调原理
1.1 /4-DQPSK 调制原理 输入的串行数据经过串并转换后变为两路数据，即同相
通信原理实验五
实验五π/4DQPSK调制及解调实验一、实验目的了解π/4DQPSK调制解调的原理及特性。
二、实验器材1、主控&信号源模块、10号、11号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图π/4DQPSK调制框图11# 软件无线电解调π/4DQPSK解调四、实验步骤实验项目一π/4DQPSK调制1、关电，按表格所示进行连线。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【π/4DQPSK数字调制解调】→【星座图观测及“硬调制”】。
3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率16KHz，载频为10.7MHz。
4、实验操作及波形观测。
（1）示波器探头CH1接10号模块TP8(NRZ-I)，CH2接10号模块TP9(NRZ-Q)，观测基带信号经过串并变换后输出的两路波形。
（2）示波器探头CH1接10号模块TP8(NRZ-I)，CH2接10号模块TH7(I-Out)，对比观测路信号成形前后的波形。
（3）示波器探头CH1接10号模块TP9(NRZ-Q)，CH2接10号模块TH9(Q-Out)，对比观测Q路信号成形前后的波形。
（4）示波器探头CH1接10号模块TH7(I-Out)，CH2接10号模块TH9(Q-Out)，调节示波器为XY模式，观察π/4DQPSK星座图。
（5）示波器探头CH1接10号模块TH7(I-Out)，CH2接10号模块TP3(I)，对比观测I路成形波形的载波调制前后的波形。
（6）示波器探头CH1接10号模块TH9(Q-Out)，CH2接10号模块TP4(Q)，对比观测Q 路成形波形的载波调制前后的波形。
（7）示波器探头CH1接10模块的TP1，观测I路和Q路加载频后的叠加信号。
实验项目二π/4DQPSK非相干解调1、关电，保持实验项目一中的连线不变，继续按表格所示进行以下连线。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【π/4DQPSK数字调制解调】→【星座图观测及“硬调制”】。
一种π／4-DQPSK和GMSK调制可变信号一体化解调技术
一种π／4-DQPSK和GMSK调制可变信号一体化解调技术张梦瑶;张有志【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】在分析正交相移键控调制（π／4⁃DQPSK）和高斯最小频移键控（ GMSK）各自解调方式的基础上，对2种调制方式可变信号的一体化解调技术进行了研究，提出了一种能够节约星上资源的解调方案。
该方案以π／4⁃DQPSK 基带差分解调为基础，结合GMSK的一比特差分解调特点，推导出了二者可共用的解调算法，并给出了一体化解调的实现结构。
在Matlab环境下对该方案进行了仿真验证，结果表明该方案能够对π／4⁃DQPSK和GMSK调制方式可变信号进行正确解调，并且与单独解调相比性能损失较小。
%On the basis of analyzing their respective demod ulation modes of π/4⁃DQPSK and GMSK,an integrated demodulation technology of variable signals of two modulation modes is studied,and an demodulation scheme of saving on⁃star resources is put for⁃ward.Based on baseband differential demodulation ofπ/4⁃DQPSK,and in combination with the characteristics of one⁃bit differential demodulation of GMSK,the demodulation scheme deduces a demodulation algorithm which could be shared byπ/4⁃DQPSK and GMSK, and provides the implementation structure of the integration of demodulation.The proposed scheme is simulated under the environment of Matlab,and the results show that this scheme could correctlydemodulate the variable signal of modulation modes of π/4⁃DQPSK and GMSK with less performance loss than separate demodulation.【总页数】4页(P30-33)【作者】张梦瑶;张有志【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081;海军驻石家庄地区军事代表室，河北石家庄050081【正文语种】中文【中图分类】TP391.4【相关文献】1.基于维特比算法的GMSK信号非相干解调技术研究 [J], 丁兴文;朱智勇;李海涛2.一种新的GMSK正交调制信号产生方法 [J], 杨运甫;陶然;王越3.一种基于软件无线电的GMSK信号调制方式的实现 [J], 李红亮;陈岩4.π/4-DQPSK调制解调技术的仿真及分析 [J], 宋文姝;张天骐;林孝康5.一种基于GSM-R的GMSK信号调制解调方法的实现 [J], 冯超;杨晨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
pi_4_DQPSK调制解调技术的仿真及分析
码电路后信号的相图如图 9所示 。
图 5 脉冲成形滤波器的冲激响应
图 7的眼图中交叉的区域表示距理想状态的定时偏差 大小 , ( b) 图的“结 ”比 ( a) 图小 ,这意味着增加 α可以减小 对定时抖动的敏感度 。从图 8可以看出 ,增加α增加了占用的 带宽 。
2n ( t) sin (ω2 t +φ)
(6)
将
n
(
t)
忽略
, 经低通滤波后
,当
ω 2
=
ω 1
时
,
有
:
W k = co s (θk - φ)
(7)
Zk = sin (θk - φ)
(8)
通过解码电路 ,可以得到 :
Xk
= W kW k - 1 + Zk Zk - 1
=
co s(θk
-
θ k-
1
)
= co sΔθk
(2)
Vk = sinθk = sin (θk- 1 +Δθk )
= sinθk- 1 co sΔθk + co sθk- 1 sinΔθk
= V k- 1 co sΔθk + U k- 1 sinΔθk
(3)
第
k个码元期间相位跳变量
Δθ k
是由输入数据
S1 , SQ 确
定的 ,它们之间的关系如表 1所示 。
4 仿真分析
我们利用 M atlab 6. 5对 π /4 - DQ PS K调制和基带差分 解调进行仿真 。假设 SI、SQ 两路的数据速率均为 10kbp s。调制 过程中 ,在进行编码和映射后 ,得到的 π /4 - DQ PS K信号星 座图如图 4所示 。然后 ,在采样点之间内插入 8个零点 ,插入 零脉冲能简化滤波算法 。使用函数 [ num , den ] = rco sine ( Fd , Fs , ′fir/ sqrt′,α) ;可以给出输入信号频率为 Fd、滤波器抽样 频率为 Fs、滚降因子为 α的平方根升余弦 F IR滤波器冲激响 应的系数 。在这里 , Fs / Fd = 9。我们对平方根升余弦 F IR滤波 器 α = 0. 35和α = 0. 65两种情况进行比较 ,各个环节的仿真 结果如图 5 ～图 8所示 。
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Ξ 收稿日期:2008-03-22基金项目:国家自然科学基金资助项目(30570473);重庆市自然科学基金资助项目(2005BB2195).作者简介:谭晓衡(1976—),男,重庆大足人,博士,副教授,硕士生导师,主要从事通信与测控中的电路与系统、移动通信技术和卫星通信等方面研究.π/4-DQPSK 调制解调系统的关键技术Ξ谭晓衡,罗 毅(重庆大学通信工程学院,重庆 400044)摘要:针对π/4-DQPSK 调制解调系统中成形滤波、量化误差和数字下变频中的低通滤波器等关键技术进行研究.在此基础上,对于接收端有频偏的相干解调系统采用改进的具有2个T iming Er 2ror 信号的G ardner 位同步算法,并用simulink 实现整个调制解调系统.从仿真结果可以看出,改进的G ardner 同步算法能帮助系统有效地补偿频偏,并且使系统具有非常好的误码性能.关 键 词:π/4-DQPSK 调制解调;成形滤波;位同步中图分类号:T N914 文献标识码:A文章编号:1671-0924(2008)05-0054-04R esearch on K ey Technologies in π/42D QPSK Modulationand Demodulation SystemT AN X ian 2heng ,LUO Y i(C ollege of C ommunication Engineering ,Chongqing University ,Chongqing 400044,China )Abstract :This article studies the key technologies in π/42DQPSK m odulation and dem odulation system about pulse shaper ,quantization error and low pass filter in DDC.On the basis of the study ,it adopts bet 2terment of G ardner bit synchronous alg orithm which has tw o timing error signals for coherent detector in fre 2quency excursion sink ,and actualizes the whole system with Simulink.The result of emulation shows that this synchronous alg orithm is com pensatory to frequency excursion system ,and enables the system to per 2form a nice error rate.K ey w ords :m odulation and dem odulation of π/42DQPSK;pulse shaper ;bit synchronous alg orithmπ/4-DQPSK 是在QPSK 和OQPSK 基础上发展起来的一种线性窄带数字调制技术[1-3].它在码元转换时刻的相位突变限于±π/4或±3π/4,没有因180°相位突变而引起的100%包络起伏[4],因此它的频谱利用率高、频谱特性好,并且抗衰落和抗多径能力强.1 π/4-DQPSK 系统发送端 信源端用的整数发生器必须考虑克服双极性第22卷 第5期V ol.22 N o.5重庆工学院学报(自然科学)Journal of Chongqing Institute of T echnology (Natural Science )2008年5月May 2008非归零码不能提取位同步信息的困难[5-6].相位编码映射按照gray编码的方式将上下支路数据分别作为横纵坐标对应于星座点.若星座点坐标采用8位量化,那么由舍入引起的量化电平差最大为1/512个幅度.在不考虑D/A实现难度的情况下,可适当增加量化位数来减小量化误差.也可以根据式(1),通过增大采样率f来改善信号与量化噪声比[5]:SNR Q2gain=10lg f(1) 当过采样率为2时,增益已经达到3.01个dB,相当于增加了0.5个量化有效位.2路成形滤波器均采用平方根升余弦滚降滤波器.加窗后的功率谱的带外杂散会明显降低,小于-60dB.滤波器冲激响应的截断长度越长,对其误码率的影响越小,所以群延时选取4码元,每个码元采样8个点,共32个数据,与输入端数据作卷积.这样,输入的8位量化数据需要4倍插值.考虑到抽样定时脉冲误差的影响和频带利用率的大小两者间的协调,成形滤波器的滚降系数选取应介于0.2到0.6之间.当有1dB信噪比恶化量时,抗时钟抖动容限若已达到4.2%以上[7],那么左右临近的12个码元之外不会对本码元产生太大的码间干扰量,所以本研究选取滚降系数0.35的余弦窗.2 π/4-DQPSK系统接收端 中频信号与相干载波相乘以后,滤除二次频的低通滤波器采用255阶的kaiser窗.因为较其他的窗函数,kaiser窗更能全面的反映主瓣和旁瓣衰减之间的关系,可以在主旁瓣之间自由地选择比重.它的旁瓣峰值幅度、过渡带带宽和阻带最小衰减都能够通过选择参数Beta而达到最优.本设计中为了避免系统仿真速度过慢,选择Beta为5,带外杂散小于-60dB.仿真结果表明性能足够好.用零阶保持采样替代CIC及半带等抽取滤波器,为数字基带降速,便于后续基带的慢速处理[8-9].位定时最大相位误差θc=2π/n,其中n是分频器的分频次数.当码元周期为T时,对应时间差为T c=T/n.这样的误差对于接收信号的判决是有影响的.相邻码元间出现变化时,位同步偏差会使积分能量不等于码元的实际能量,而且叠加上前一码元的影响,衰减了采样时刻的积分能量.所以考虑到位定时精度问题与设计中对误码性能的指标要求,还有相干载波加入频偏之后位定时算法所受的影响程度,采用改进的G ardner位定时恢复算法[10].3 仿真结果3.1 调制部分基带Pn码发生器产生50kbps的随机数据,串并转换之后各支路码速率减半,再经过内插4倍提速后通过成形滤波器,滚降系数取0.35.这样,成形之后的实时带宽为:B N=50(1+0.35)=67.5kHz(2) 与调制载波相乘后,调制信号的中心频率为1 MH z.调制信号如图1所示.基带码速率50kbps调制后中心频率1MH z每个跳变点间有调制载波20个周期图1 调制信号波形3.2 解调部分对于系统解调部分,一方面要考虑加入定时误差对误码率的影响,另一方面要考虑在相干载波中分别加入频偏1kH z,3kH z和6kH z,进行频偏估计校正之后对误码率的影响.时钟抖动产生的定时误差会对误码率造成影响.误差越大,误码性能越恶劣,如图2所示.从图2中可以看出,定时误差若落在时钟抖动容限之内,对误码的影响程度尚可接受;若落在容限之外,那么在信噪比一定的情况下,误码率至少恶化一个量级.55谭晓衡,等:π/4-DQPSK调制解调系统的关键技术 通过对比图3至图5可以发现,由于本系统抗时钟抖动容限为4.2%,在加入的噪声一定时,无时钟抖动的信号眼图最为清晰;抖动容限内的信号眼图略差,增加了判决点选取的难度,但仍能选得最佳判决点;抖动容限外的信号眼图逐渐杂乱,判决点选取困难.图2 定时误差大小对系统误码的影响图3 无时钟抖动时的信号眼图图4 当时钟抖动误差为4%时的信号眼图图5 当时钟抖动误差为6%时的信号眼图 频偏系统误码率统计曲线如图6.图6 相干载波频率偏移对系统误码率的影响 从图6可以看出,加入1kH z 频率偏差经过校正后的误码率和理论上无频偏的系统性能几乎一样良好,在信噪比为15dB 的时候都能达到10×10-4以下.3kH z 频偏系统校正后比前两者稍差,相同信噪比下,误码率恶化将近一个数量级.而6kH z 频偏系统校正后比3kH z 频偏系统校正后仍要差1～2dB ,原因在于尽管进行了频偏估计和校正,但由于频率偏差过大,加上校正的精度达不到很高的值,所以频偏校正后的系统仍存在剩余频差,频差在时间上累积起来造成相位模糊,影响判决.图6中还可以看出,未经过频偏校正的6kH z 频偏系统采用G ardner 位定时恢复算法后,误码性能只比频偏校正后的6kH z 频偏系统低0.5～1dB ,可充分体现G ardner 算法在多径环境下的优越性.比较图7至图9,当载波频偏只有1kH z 时相位星座图清晰;当频偏达到3kH z 时,部分相位点重65重庆工学院学报叠,判决失误时产生误码;而6kH z 频偏系统相位模糊现象最为突出,判决困难.所以本系统频偏容限限定于3kH z 之内,占信号总带宽的4.4%.图7 当相干载波频偏为1kH z时的信号星座图图8 当相干载波频偏为3kH z时的信号星座图图9 当相干载波频偏为6kH z 时的信号星座图4 结束语 本研究分析了π/4-DQPSK 在系统存在位定时误差时,其误差大小对系统性能的影响和存在相干载波频率偏移时,频偏大小对系统性能的影响.仿真表明,系统性能良好.π/4-DQPSK 调制方式配合成形,位同步等关键技术,将会被广泛应用到移动通信领域.参考文献:[1] Leonard E ,M iller J S.Expressions for Differentially De 2tected π/42DQPSK M odulation [J ].IEEE transactions on communications ,1998,46(1):71-81.[2] Chang jiang ,zhang naitong.A New S ignal ProcessingT echnique of π/4-DQPSK M odem Based on S oftware Ra 2dio [J ].Journal of systems engineering and electronics ,2003,14(2):20-24.[3] 杨小牛,楼才义,徐建良.软件无线电原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2001.[4] 王永和,卜长彷.采用FPG A 实现π/4-DQPSK 调制器[J ].北方交通大学学报:自然科学版,2000,24(5):53-57.[5] Richard Ly ons ,Randy Y ates.数字信号处理[英文版][M].北京:科学出版社,2003.[6] 柯炜,殷奎喜.平滑相位的π/4-DQPSK 调制及其在移动通信系统中应用[J ].电讯技术,2003,43(1):88-91.[7] 梵平毅,冯重熙.几种成形滤波器的抗时钟抖动性能的比较[J ].通信学报,1996,17(1):69-76.[8] 彭飞,赵继勇.基于FPG A 的全数字低中频QPSK 调制解调器实现[J ].电子设计应用,2003,2(9):21-23.[9] 谢红,刘艳艳.π/4-DQPSK 调制与解调在SystemView中的仿真实现[J ].应用科技,2005,32(8):4-6.[10]周正欧,廖红舒.π/4-DQPSK 调制解调算法设计及DSP 实现[D].成都:电子科技大学,2004.(责任编辑 刘 舸)75谭晓衡,等:π/4-DQPSK 调制解调系统的关键技术 。