1. 數(shù)字調(diào)相的基本概念
(1) psk調(diào)制
以基帶數(shù)據(jù)信號(hào)控制載波的相位,稱(chēng)為數(shù)字調(diào)相,又稱(chēng)相移鍵控,簡(jiǎn)寫(xiě)為psk。
設(shè)g(t)是寬度為tb的矩形脈沖,其頻譜為g(f),則psk信號(hào)的功率譜為(假設(shè)“+1”和“-1”等概率出現(xiàn))
相干解調(diào)后的誤碼比特率為
在相同條件下,差分相干解調(diào)的誤碼比特率為
圖1 psk信號(hào)相干解調(diào)原理框圖
圖2 psk信號(hào)差分相干解調(diào)原理框圖
(2) qpsk調(diào)制和oqpsk調(diào)制
qpsk和oqpsk的產(chǎn)生原理圖,如圖3和4所示。
圖3 qpsk信號(hào)的產(chǎn)生
圖4 oqpsk信號(hào)的產(chǎn)生
假定輸入二進(jìn)制序列為{an},an=+1或-1,以1/tb速率進(jìn)入調(diào)制器的輸入端,通過(guò)串并變換分成正交兩路,即ai(t)、aq(t)則經(jīng)qpsk調(diào)制的信號(hào)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(diào)制與qpsk調(diào)制類(lèi)似,只是在正交支路引入了一個(gè)比特(半個(gè)碼元)的延時(shí),這使得兩個(gè)支路的數(shù)據(jù)不會(huì)同時(shí)發(fā)生變化,因而不可能像qpsk那樣產(chǎn)生±π的相位跳變,而僅能產(chǎn)生±π/2的相位跳變。oqpsk的交錯(cuò)數(shù)據(jù)流及星座圖如圖7和8所示.
7 oqpsk的交錯(cuò)數(shù)據(jù)流
圖8 oqpsk的星座圖和相位轉(zhuǎn)移圖
2. π/4 qpsk
π/4相移qpsk調(diào)制是一種相移鍵控技術(shù),從最大相位跳變來(lái)看,它是oqpsk和qpsk的折衷,可以相干解調(diào),也可以非相干解調(diào)。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(hào)的星座圖
3. π/4 qpsk的性能
(1) 信號(hào)的頻譜
π/4 qpsk信號(hào),因其相位變化較小,所以它的頻譜特性?xún)?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(dòng)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(chǎn)生的隨機(jī)相位噪聲、時(shí)延擴(kuò)散造成的頻率選擇性衰落,以及主要由于頻率復(fù)用產(chǎn)生的同頻干擾(cci)。當(dāng)系統(tǒng)傳輸速率fb較低時(shí)(例如 fb=50kbit/s),時(shí)延擴(kuò)散影響較小,隨機(jī)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(xiàn)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(diào)頻噪聲;
②同頻干擾與有用信號(hào)疊加,產(chǎn)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(shí)的誤碼性能
圖17π/4 qpsk在不同c/i值時(shí)的誤碼性能