oqpsk

oqpsk

OQPSK也稱為偏移四相相移鍵控(offset-QPSK),是QPSK的改進型。它與QPSK有同樣的相位關係,也是把輸入碼流分成兩路,然後進行正交調製。不同點在於它將同相和正交兩支路的碼流在時間上錯開了半個碼元周期。

信號調製

基本原理

原理圖原理圖

QPSK調製由於同相支路I和正交支路Q的兩個比特ab可能同時發生變化,因而存在180°的相位突變,這在頻帶受限的系統中會引起信號包絡的很大起伏,造成鄰道干擾。OQPSK調製對此作了改進,它將Q支路的符號在時間上錯開Tb,這樣上下兩個支路的相鄰碼元不可能同時變化,使得相鄰碼元相位差最大縮小至90°,從而減小了信號包絡的起伏。

硬體選擇

OQPSK調製器的硬體開發平台採用的是合眾達的SEED-DEC5416嵌入式DSP開發板,其系統結構原理如圖2所示。處理器是16bit定點DSP晶片TMS320VC5416,OQPSK信號的16位各樣點數據送往轉換精度只有14位的D/A轉換控制器TLC32044,該控制器只對16位中的高14位數據進行D/A轉換,轉換後的波形送示波器顯示。

軟體設計

主程式中首先對TLC32044晶片初始化(過程請查閱相應的PDF資料),然後調用執行OQPSK調製子程式。本文設計的在DSP處理器上實現OQPSK調製的方法。

信號解調

硬體電路

vhdl硬體設計vhdl硬體設計

具體電路如圖5所示:其中b為相對碼,a為絕對碼,clkin為為同步信號時鐘。

建模思想

首先判斷前面已存在非0符號的極性,用以判斷後面非0符號的極性。同時通過變數flag的狀態判斷前面是否已經插V,若已經插V則再通過變數H的狀態判斷兩個V之間的非0符號的個數,為偶數且後面連續輸入4個以上連0時則插B,為奇數時則不插B。若尚未插V則不補B。插V和插B的功能由兩個3位移位暫存器的強制輸出實現,當不需要插V和B的時候則移位暫存器順序輸出。

本設計在實現過程中將插入的V和B根據需要直接由+1和-1表示,省去了其他程式中先插入V和B然後再判斷極性的過程。輸出部分由兩路表示,當aout和bout分別為0和1時表示輸出-1,為1和0時表示輸出+1,為0和0時表示輸出0。

隨著FPGA技術的發展,大規模FPGA的容量在不斷增大,價格不斷下降,這使得集成複雜的算法成為可能。用它將實現連續相位OQPSK解調所需的大部分功能封裝於其中,將有利於通信系統實現小型化和集成化,並可提高系統的穩定性。另外,由於FPGA器件具有可程式性,可以很方便地進行系統升級和修改,以滿足不同套用場合的需要。憂無線SOC開發平台豪華的單片機開發系統S3C44B0 ARM7 開發板無憂S3C2410 ARM9開發板單片機乙太網開發板Mini ARM Debugger無憂單片機實驗開發板無憂單片機學習板無線nRF-9E5模組。

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