1. 數字調相的基本概念
(1) psk調制
以基帶數據信號控制載波的相位,稱為數字調相,又稱相移鍵控,簡寫為psk。
設g(t)是寬度為tb的矩形脈沖,其頻譜為g(f),則psk信號的功率譜為(假設“+1”和“-1”等概率出現)
相干解調后的誤碼比特率為
在相同條件下,差分相干解調的誤碼比特率為
圖1 psk信號相干解調原理框圖
圖2 psk信號差分相干解調原理框圖
(2) qpsk調制和oqpsk調制
qpsk和oqpsk的產生原理圖,如圖3和4所示。
圖3 qpsk信號的產生
圖4 oqpsk信號的產生
假定輸入二進制序列為{an},an=+1或-1,以1/tb速率進入調制器的輸入端,通過串并變換分成正交兩路,即ai(t)、aq(t)則經qpsk調制的信號表示為
圖5an(t)與ai(t),aq(t)的波形示意圖
圖5an(t)與ai(t),aq(t)的波形示意圖
oqpsk調制與qpsk調制類似,只是在正交支路引入了一個比特(半個碼元)的延時,這使得兩個支路的數據不會同時發(fā)生變化,因而不可能像qpsk那樣產生±π的相位跳變,而僅能產生±π/2的相位跳變。oqpsk的交錯數據流及星座圖如圖7和8所示.
7 oqpsk的交錯數據流
圖8 oqpsk的星座圖和相位轉移圖
2. π/4 qpsk
π/4相移qpsk調制是一種相移鍵控技術,從最大相位跳變來看,它是oqpsk和qpsk的折衷,可以相干解調,也可以非相干解調。π/4 qpsk的最大相位變化是±135°,而qpsk是180°,oqpsk是90°。
圖10 π/4 qpsk信號的星座圖
3. π/4 qpsk的性能
(1) 信號的頻譜
π/4 qpsk信號,因其相位變化較小,所以它的頻譜特性優(yōu)于qpsk。但它的相位變化比oqpsk大,故其頻譜特性比oqpsk差。
(2) 誤碼率
在移動通信環(huán)境中,影響誤比特率的因素有傳播瑞利衰落、多普勒頻移產生的隨機相位噪聲、時延擴散造成的頻率選擇性衰落,以及主要由于頻率復用產生的同頻干擾(cci)。當系統(tǒng)傳輸速率fb較低時(例如 fb=50kbit/s),時延擴散影響較小,隨機相位噪聲影響較大。
圖 15 π/4 qpsk誤碼性能
圖16和圖17中出現不能再減小的剩余誤碼(殘留誤碼)的原因是:
①多普勒頻移造成寄生調頻噪聲;
②同頻干擾與有用信號疊加,產生相位噪聲,決定了干擾和衰落條件下的性能。
圖16π/4 qpsk在瑞利衰落時的誤碼性能
圖17π/4 qpsk在不同c/i值時的誤碼性能