藍牙射頻調(diào)變模式與測量

4.1 π／4-DQPSK和8DPSK的星座圖

針對2 Mb／s傳輸速率而定義的第一種EDR調(diào)變模式為π／4旋轉(zhuǎn)差分編碼四相移相鍵控(π／4-DQPSK)。將圖3左邊星狀圖看成是兩個彼此偏移45°的QPSK星狀圖的疊放，即相當于A、B方式。每個符號時間的符號相位，是從兩個QPSK星狀圖中交替選擇而來，因此，后續(xù)符號的相位差是±π／4和±3π／4四個角度中的一個。星狀圖的4個資料點造就了每個符號攜帶二個位元的傳輸速率，即它的資料速率是GFSK調(diào)變模式的兩倍。

針對3 Mb／s傳輸而定義的第二種EDR調(diào)變模式為8相差分編碼移相鍵控(8DPSK)，它提高資料速率的關鍵在于為每個符號增加4個星狀圖資料點，全部8個星狀圖資料點可達到每個符號發(fā)射三個位元的傳輸速率，即資料速率是GFSK調(diào)變模式的三倍。如圖3右邊所示，A方式8DPSK。這種調(diào)變的優(yōu)點是能用非相干解調(diào)模式，缺點是星狀圖資料點間的距離較小對雜訊有較高的靈敏度。

4.2 頻帶利用率

頻譜效率ηB又稱頻帶利用率，用來衡量通信系統(tǒng)的有效性。它定義為單位帶寬傳輸頻道上每秒可傳輸?shù)谋忍財?shù)，單位是b／s／Hz。對于發(fā)送與接收系統(tǒng)的濾波器頻帶，取傳輸信道(含發(fā)送、接收濾波器)帶寬，即-20 dB帶寬。若傳輸信道的帶寬為B，數(shù)據(jù)傳輸率為R。則：

利用平方根升余弦(root-raised cosine)脈沖來提高頻帶利用率，是把升余弦濾波器分別放置在收發(fā)兩端，即將接收濾波器和發(fā)送濾波器設計(匹配)為平方根升余弦函數(shù)(升余弦函數(shù)的平方根)。若不考慮由信道引起的碼間串擾，兩個平方根升余弦函數(shù)相乘就得到升余弦形式的合成的系統(tǒng)傳輸函數(shù)(滾降系數(shù)α=0.5)。此時頻帶利用率：。

根據(jù)頻帶利用率的定義，將三種調(diào)變模式的ηB值計算在表1中。結(jié)果表明：采用多進制數(shù)字調(diào)變模式，雖然提高了頻帶利用率，卻要犧牲信道帶寬和信噪比等。

5 藍牙信號實時頻譜測試

藍牙信號實質(zhì)上是一種數(shù)字射頻信號，其主要特征不僅表現(xiàn)為占用一定的頻帶，而且更重要的屬性是對頻率的時間控制(有時是微秒、有時是數(shù)秒、數(shù)分甚至更長)。由于傳統(tǒng)測試儀器無法描述信號頻率隨時間的變化特征，因此產(chǎn)生了能夠通過觸發(fā)、捕獲和分析來反映當前信號這種本質(zhì)特征的第三代無線信號分析儀――實時頻譜分析儀。

5.1 實時頻譜儀

隨著數(shù)字射頻技術(shù)的發(fā)展，要求必須能捕獲并存儲一段時間的信號，并可反復回放，分析信號隨時間的變化。另外，隨著頻譜利用率不斷提高，干擾將來自更臨近的頻點，甚至同一頻率，這要求頻譜測試技術(shù)在發(fā)現(xiàn)和捕獲能力上實現(xiàn)本質(zhì)性的突破。實時頻譜儀的核心是基于快速傅里葉(FFT)的儀表，可以實時捕獲各種瞬態(tài)信號，同時在時域、頻域及調(diào)制域?qū)π盘栠M行全面分析，滿足現(xiàn)代數(shù)字射頻信號測試的需求，圖4所示為簡化的實時頻譜儀結(jié)構(gòu)圖。

使用實時頻譜儀實時采集無縫捕獲信號時，三個條件(樣點、幀和塊)描述了存儲的數(shù)據(jù)層級。時域采集的信號通過FFT變換轉(zhuǎn)變到頻域，當處理速度足夠快時就可以做到實時處理。數(shù)據(jù)層級的最低層是樣點，它代表著離散的時域數(shù)據(jù)點。幀由整數(shù)個連續(xù)樣點組成，是可以應用快速傅里葉變換把時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到頻域中的基本單位。在這一過程中，每個幀產(chǎn)生一個頻域頻譜。采集層級的最高層是塊，它由不同時間內(nèi)無縫捕獲的許多相鄰幀組成，如圖5所示。塊長度(也稱為采集長度)是一個連續(xù)采集表示的總時間。對塊內(nèi)部的所有幀，每個采集在時間上都是無縫的，但在塊之間不是無縫的。