基于FPGA的QPSK及OQPSK信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路

　　2 OQPSK的調(diào)制與解調(diào)

　　交錯(cuò)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(shù)字調(diào)制技術(shù)，是QPSK的一種改進(jìn)形式，也稱為偏移四相相移鍵控(offset-QPSK)，有時(shí)又稱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(diào)制。隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，人們對(duì)系統(tǒng)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(cuò)正交相移鍵控的同相與正交兩支路的數(shù)據(jù)流在時(shí)問(wèn)上相互錯(cuò)開(kāi)了半個(gè)碼元周期，而不像QPSK那樣I、Q兩個(gè)數(shù)據(jù)流在時(shí)間上是一致的(即碼元的沿是對(duì)齊的)。由于OQPSK信號(hào)中的I(同相)和Q(正交)兩個(gè)數(shù)據(jù)流，每次只有其中一個(gè)可能發(fā)生極性轉(zhuǎn)換，所以，每當(dāng)一個(gè)新的輸入比特進(jìn)入調(diào)制器的I或Q信道時(shí)，其輸出的OQPSK信號(hào)中只有0°、+90°三個(gè)相位跳變值，而根本不可能出現(xiàn)180°相位跳變。所以頻帶受限的OQPSK信號(hào)包絡(luò)起伏比頻帶受限的QPSK信號(hào)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(hào)也叫做時(shí)延的QPSK信號(hào)。一般情況下QPSK信號(hào)兩路正交的信號(hào)是碼元同步的，而OQPSK信號(hào)與QPSK信號(hào)的區(qū)別在于其正交的信號(hào)錯(cuò)開(kāi)了半個(gè)碼元。

　　OQPSK信號(hào)的數(shù)學(xué)公式可以表示為：

　　對(duì)于恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)，由于一個(gè)已調(diào)制的信號(hào)頻譜特性與其相位路徑有著密切的關(guān)系(因?yàn)棣?dθ(t)／dt)，因此，為了控制已調(diào)制的信號(hào)頻率特性，就必須控制它的相位特性。恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)的發(fā)展正是圍繞著進(jìn)一步改善已調(diào)制的相位路徑這一中心進(jìn)行的。

　　OQPSK信號(hào)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(hào)的頻譜形狀，并保持包絡(luò)恒定。

　　OQPSK信號(hào)可采用正交相干解調(diào)方式解調(diào)，其解調(diào)原理如圖5所示。由圖5可以看出，OQPSK與QPSK信號(hào)的解調(diào)原理基本相同，其差別僅在于對(duì)Q支路信號(hào)抽樣判決時(shí)間比I支路延遲了Tb／2，這是因?yàn)樵谡{(diào)制時(shí)，Q支路信號(hào)在時(shí)間上偏移了Tb／2，所以抽樣判決時(shí)刻也相應(yīng)偏移了Tb／2，以保證對(duì)兩支路的交錯(cuò)抽樣。