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          直擴OQPSK系統(tǒng)載波跟蹤的設計及FPGA實現(xiàn)

          作者: 時間:2009-12-16 來源:網(wǎng)絡 收藏

            0 引言

            載波同步是無線通信系統(tǒng)中一個重要的實際問題,是的關(guān)鍵技術(shù)。導致載波頻率及相位不確定性的主要因素有:一是頻率源的漂移會引起載波頻率的漂移;二是電波傳輸?shù)臅r延會產(chǎn)生載波相位的偏移;三是多普勒頻移,即在發(fā)射機和接收機產(chǎn)生相對移動時,會產(chǎn)生多普勒頻移,從而導致載波頻率的偏移;四是多徑效應,即信號在傳輸過程中由于多路徑(發(fā)射、折射1傳播引起多徑效應,從而帶來載波頻率和相位的延遲。

            1 調(diào)制原理

            偏移四相相移鍵控(Offset QPSK,)與QPSK信號常見于擴展頻譜調(diào)制,與QPSK信號類似,信號的Q路信號相比I路信號延遲半個碼元寬度。其結(jié)果是消除了已調(diào)信號中突然相移π的現(xiàn)象。這樣,每二分之一碼片時間信號就只能發(fā)生+π/2的變化。一般擴譜QPSK或OQPSK信號可用下式表示:

          公式

            式中,θd(t)表示數(shù)據(jù)相位調(diào)制,c1(t)和c2(t)是相互獨立的正交擴譜碼,一般采用雙極性不歸零碼(±1)。c1(t)和c2(t)碼的元寬度相同。若c1(t)和c2(t)在時間上同步,即為QPSK調(diào)制。若c2(t)比c1(t)延遲半個碼片時間,則為OQPSK調(diào)制。其中同相通道和正交通道的數(shù)據(jù)可以不同,這種調(diào)制叫雙通道QPSK或OQPSK調(diào)制。其輸出信號可以表示為:

          公式

            另外,QPSK和OQPSK還允許同相通道和正交通道的發(fā)射功率不同。

            2 OQPSK調(diào)制環(huán)的設計

            由于系統(tǒng)收發(fā)時鐘的不同源和多譜勒頻移等問題,通常系統(tǒng)的收發(fā)會存在一定的頻差,并且頻差是隨著時間變化的。對于OQPSK調(diào)制信號,這種頻差所造成的后果是很嚴重的,不僅會引起信噪比下降,而且還會引起信號畸變,故應引入。下面以直擴OQPsK系統(tǒng)為例來說明其電路的設計。

            圖1所示是擴頻OQPSK信號載波跟蹤環(huán)的原理圖。圖中的r(k)為經(jīng)過中頻放大后的采樣信號,可由下式表示:

          公式

            其中,P為信號幅度,dI、dQ為I、Q兩路信息數(shù)據(jù),cI、cQ為I、Q兩路擴頻碼序列,n(k)為噪聲分量,信源編碼方式為不歸零碼。

          擴頻OQPSK信號載波跟蹤環(huán)的原理圖


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