基于OQPSK信号的调制技术的解决方案
OQPSK调制与解调系统实验
目录一、实验要求及开发环境 (1)二.实验原理 (2)2.1调制方式简介 (2)2.2OQPSK的含义 (3)2.3C OSTAS环 (5)三.实验仿真 (7)3.1C OSTAS环单独仿真 (7)3.2OQPSK调制解调仿真 (9)3.2.1 科斯塔斯环 (9)3.2.2 串并转换和并串转换 (12)3.2.3误码率测试 (12)四.实验结论 (14)五.待解决问题 (14)六.实验总结 (14)八.参考文献 (15)一、实验要求及开发环境实验要求:1. 数字相关器子系统2. 仿真结果分析实验目的:1.了解PSK直序扩频通信系统的基本原理2.掌握Systemview的使用开发环境:PC机开发软件:SystemviewSystemview简介Systemview是一个用于现代工程与科学系统设计及仿的动态系统分析平台。
从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真。
直到一般系统的数学模型建立等各个领域,systemview在友好且功能齐全的窗口环境下,为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。
利用systemview,可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统.可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。
其特色是,利用它可以从各种不同角度、以不同方式,拉要求设计多种滤波器,并可自动完成滤波器的各种指标一如幅频待件(波特图)、传递函数、根轨迹图等之间的转换。
它还可以实时地仿真各种位真的DSP结构,并进行各种系统的时域和频域分析、诺、谱分析,以及对各种逻辑电路、射频/模拟电路(混领器、放大器、RLC电路、运放电路等)进行理论分析和失真分析等。
二.实验原理2.1调制方式简介在通信原理中把通信信号按调制方式可分为调频、调相和调幅三种。
数字传输的常用调制方式主要分为:正交振幅调制(QAM):调制效率高,要求传送途径的信噪比高,适合有线电视电缆传输。
键控移相调制(QPSK):调制效率高,要求传送途径的信噪比低,适合卫星广播。
OQPSK调制与解调系统实验资料
目录一、实验要求及开发环境 (1)二.实验原理 (2)2.1调制方式简介 (2)2.2OQPSK的含义 (3)2.3C OSTAS环 (5)三.实验仿真 (7)3.1C OSTAS环单独仿真 (7)3.2OQPSK调制解调仿真 (9)3.2.1 科斯塔斯环 (9)3.2.2 串并转换和并串转换 (12)3.2.3误码率测试 (12)四.实验结论 (14)五.待解决问题 (14)六.实验总结 (14)八.参考文献 (15)一、实验要求及开发环境实验要求:1. 数字相关器子系统2. 仿真结果分析实验目的:1.了解PSK直序扩频通信系统的基本原理2.掌握Systemview的使用开发环境:PC机开发软件:SystemviewSystemview简介Systemview是一个用于现代工程与科学系统设计及仿的动态系统分析平台。
从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真。
直到一般系统的数学模型建立等各个领域,systemview在友好且功能齐全的窗口环境下,为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。
利用systemview,可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统.可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。
其特色是,利用它可以从各种不同角度、以不同方式,拉要求设计多种滤波器,并可自动完成滤波器的各种指标一如幅频待件(波特图)、传递函数、根轨迹图等之间的转换。
它还可以实时地仿真各种位真的DSP结构,并进行各种系统的时域和频域分析、诺、谱分析,以及对各种逻辑电路、射频/模拟电路(混领器、放大器、RLC电路、运放电路等)进行理论分析和失真分析等。
二.实验原理2.1调制方式简介在通信原理中把通信信号按调制方式可分为调频、调相和调幅三种。
数字传输的常用调制方式主要分为:正交振幅调制(QAM):调制效率高,要求传送途径的信噪比高,适合有线电视电缆传输。
键控移相调制(QPSK):调制效率高,要求传送途径的信噪比低,适合卫星广播。
实验二__交错四相移相键控(OQPSK)调制及解调实验
实验二 交错四相移相键控(OQPSK )调制及解调实验一、实验目的1、了解OQPSK 调制解调原理及特性2、了解载波在QPSK 相干及非相干时的解调特性3、与QPSK 调制对比,掌握它们的差别二、实验内容1、观察I 、Q 两路基带信号的特征及与输入NRZ 码的关系。
2、观察IQ 调制解调过程中各信号变化。
3、观察QPSK 调制及OQPSK 调制各信号的区别。
4、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。
三、基本原理OQPSK 又叫偏移四相相移键控,它是基于QPSK 的一类改进型,为了克服QPSK 中过零点的相位跃变特性,以及由此带来的幅度起伏不恒定和频带的展宽(通过带限系统后)等一系列问题。
若将QPSK 中并行的I ,Q 两路码元错开时间(如半个码元),称这类QPSK 为偏移QPSK 或OQPSK 。
通过I 、Q 两路码元错开半个码元调制之后的波形,其载波相位跃变由180°降至90°,避免了过零点,从而大大降低了峰平比和频带的展宽。
下面通过一个具体的例子说明某个带宽波形序列的I 路,Q 路波形,以及经载波调制以后相位变化情况。
若给定基带信号序列为`1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1对应的QPSK 与OQPSK 发送波形如图2-1所示。
1-1-11111-1-111-1111-11-111-11-1-111-11-1基带波形I 信道QPSK,OQPSKQ 信道QPSK Q 信道OQPSK-1图2-1 QPSK,OQPSK 发送信号波形图2-1中,I 信道为奇数数据单元,Q 信道为偶数数据单元,而OQPSK 的Q 信道与其I 信道错开(延时)半个码元。
QPSK ,OQPSK 载波相位变化公式为{}()33arctan ,,,()4444j i ji Q t I t ππϕππ⎡⎤⎛⎫⎧⎫=--⎢⎥⎨⎬ ⎪⎩⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦ (2-1)QPSK 数据码元对应的相位变化如图2-2所示,OQPSK 数据码元对应相位变化如图2-3所示1)图2-2 QPSK 相位变化图图2-3 OQPSK 相位变化图 对于QPSK 数据码元对的相位变换由图2-1和2-2求得为:(1,-1)(1,1)(1,-1)(1,-1)(-1,1)()4-()34()4()4-()34()4-2π-2π-πππ码元对相位及相位变化:可见,在QPSK中存在过零点的180°跃变。
差分编码OQPSK 调制解调器设计
差分编码OQPSK 调制解调器设计前 言频谱效率和功率效率是影响地面无线通信系统和卫星通信系统调制体制选择的两个重要因素。
QPSK 调制方式具有较高的频谱利用率,但是由于它存在180°相位突变的情况,因而在带限信道中会出现包络起伏。
此时,必须采用线性功放,否则会出现频谱扩展现象,引起邻道干扰。
另外,它的线性功放功率效率低,并且造价高,因此,在便携设备应用中大大受到限制。
与QPSK 调制相比,π/ 4-DQPSK 和OQPSK 都消除了180°相位突变的情况。
但是,P/ 4-DQPSK 仍然存在135°相位突变,而OQPSK 只有90°相位突变,更好地消除了相位突变带来的问题。
但OQPSK 调制必须采用相干解调,因而存在载波恢复的相位模糊问题。
目前,解决相干载波恢复相位模糊度问题通用的两种方法是利用帧头辅助或采用差分编码。
由于OQPSK 调制的特殊性,其差分编解码相应比较特殊。
本文对DOQPSK 调制方案进行了分析,并给出了一种简单、高效的DOQPSK 解码方法。
在此基础上,给出了基于中频采样的全数字DOQPSK 调制解调器设计方案。
1 差分编码OQPSK 调制解调1. 1 OQPSK 信号的CPM 调制表示OQPSK 调制可以采用CPM 调制来表示,即))(2cos()(0,ϕϕπα++=t ct t f S b b T n t nT )1(+≤≤ (1) 式中,f c 为载波频率,T b 为比特周期,U( t ,A) 为包含调制信息的载波相位,可以表示为∑=-∞==ni i t απαϕ2,)( (2) 其中,},...,,,{...n 01-2-ααααα= ,并且满足2)()1(211--+--=i i i i d d d α (3)式中,di 为需要传输的信息数据并且d i= ±1。
1. 2 二次差分的OQPSK 差分编码调制方案采用差分编码的主要目的是在接收端能够通过差分解码来消除正交解调端载波恢复时存在的相位模糊度问题。
解决OQPSK相干解调相位模糊的一种方法
2 2 5 、
’
3 1 5 、
2 2 5 、
、
3 1 5 、
¨U P N K
时采用格雷码 , 这样做 的好处是相邻相位所代表的两个比特只
有一 位 不 同 。 QP S K的 I 路 与 Q路 的值 与相 位 关 系 如表 1 所示。 表 1 QP S K 信 号 相 位 对 应 表
作为 Q P S K的 改进 , O Q P S K也 是 把 输入 码 流 分 成 两 路 , 然 后 进 行 正交 调 制 。与 Q P S K 的不 同 点是 将 同 相和 正交 两 支 路 的 码流 在 时 间 上错 开 了半个 码 元 周期 , 得 到 的结 果 就是 每 次 只
作 为 一种 典型 的数 字 调 制方 式 , Q P S K 以其 较 高 的频 谱利
・ ・ + 一 — + 一 ”— ・ + 一 ” — + 一 ” — + 一” — - ● 一” +
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一 +
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一 +
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・
3结语
本研 究使用 了wi n p c a p开发包( 该开发包可 以用来分析用 抓包软件抓取的报文的内容) , 解析了 T C P流 的报文。通过虚
有一路可能发生 极性反转 ,不会发生两支路码元极性 同时翻 转 。因此 , O Q P S K信号相位只能跳变 0 ‘ 和9 0 。 不会发生反转 1 8 0 的现象。图 1 是O Q P S K相对于 Q P S K的相位 跳变 图。
I -Q
1 3 5 4 5
J Q
l 3 5 、 4 5
2 0 1 4 年第 9期
基于MATLAB的OQPSK调制解调实现课程设计
基于MATLAB的OQPSK调制解调实现摘要本课程设计的目标在于深切理解OQPSK调制与解调的基本原理,学会使用MATALB软件中的M文件来实现OQPSK的调制与解调以及分析加入不同噪声时对信号的影响程度。
首先产生一个数字基带信号,接下来调用MATLAB中的相应函数对这个基带信号进行调制,然后分析调制后的波形:,记录结果后对调制后的信号进行解调,观察解调结果并做好记录,最后在信号中加入噪声并观察其时频图的变化,分析信噪比的噪声对调制结果的影响。
本课程设计的实验开发/运行平台为windowsXP/windows7,程序设计使用MATLAB语言。
通过调试运行,基本完成设计目标,达到调制与解调的目的。
关键词:MATLAB;M文件;OQPSK;调制与解调;噪声1 引言数字调制与解调技术在数字通信中占有非常重要的地位,数字通信技术与MATLAB 的结合是现代通信系统发展的一个必然趋势。
在数字信号通信过程中,噪声的影响往往比较大,同时我们都希望有较高的频带利用率和功率利用率,而OQPSK也是一种恒包络调制技术,其频谱特性好,既保留着2PSK的高抗噪声性能、高频带利用率和高功率利用率,又有效地减弱了2PSK的“反相工作”缺陷,在通信研究中有着非常重要的意义,特别是在卫星通信和移动通信的领域有着广泛的应用。
MATLAB作为当前国际控制界最流行的面向工程与科学计算的高级语言,在控制系统的分析、仿真与设计方面得到了非常广泛的应用,随着其信号处理专业函数和专业工具箱的成熟,越来越受到通信领域人士的欢迎,其在通信领域的应用也将更加广泛。
1.1课程设计目的熟悉OQPSK的基本原理,掌握MATLAB中M文件的使用及相关函数的调用方法,在此基础上通过编程实现OQPSK的调制与解调,并通过加入的噪声来判断所设计的系统性能。
这次课程设计不仅让我对OQPSK有了更加深入的了解,而且学会了如何利用MATLAB中的M文件来实现通信系统方面的应用,最重要的是,自己能够独立完成一个小项目了,有了这方面的经验,我在以后的学习中就会有更充足的信心和动力。
OQPSK调制信号的FPGA实现
相加 S(t) 电路
言编程,需要具体实现三个部分:串并转换电路的实 现、双极性码变换电路的实现以及载波产生电路的 实现。
首先,串并转换电路可以看作将一个序列第一 个码元延迟半个码元周期赋值给 a,第二个码元延迟 半个码元周期赋值给 b,以此类推。其实现 verilog 关 键语句为程序(1)。
always@(posedge clk) begin
首先,A(t)为基带信号,经过串并转换分为两路 数字信号。a 路信号延迟 Tb /2 是为了使两个正交分
量的两个比特在时间上错开半个码元,这样安排可 以是相邻码元相位差的最大变化值为 90°,从而减 小振幅的起伏,因此称为偏移相移键控。a 路信号经 过延迟后得到 a* 与 cosω0 t 相乘,b 路信号与 - sinω0 t
最后,载波电路的实现采用 DDS 原理,通过查
[4]
找表的方法实现正交的两路正弦和余弦信号 。正弦 和余弦信号的产生可以利用 always 语句进行地址累 加,通过 case 语句选择相应地址对应的存储波形数 据。本试验中对一个周期的正弦波形进行 64 个采样 点,8bit 波形数据。
然后按照原理图中的流程,将 a 路信号与余弦 信号相乘,b 路信号同正弦信号相乘,最后将乘得的 两路信号相加,得到 OQPSK 调制信号。
余弦波形,使单路信号和产生的正弦余弦电路相乘, 速数字通信中,利用 FPGA 实现数字信号调制解调
在 Modelsim 中可以得到如图 3 所示仿真波形。
的方法在军事和民用方面都有很高的应用价值,值
可以看出,此时得到的 a 路信号和余弦信号相 得我们再深入细致的研究。
参考文献
[1] 樊昌信,曹丽娜. 通信原理. 北京:国防工业出版社,2007.1 [2] 杨大柱. 基于 FPGA 的 QPSK 调制解调电路设计与实现. 微计算机信息,2007 [3] 高雪平,官伯然,汪海勇. QPSK 调制解调的系统仿真实验. 杭州电子科技大学学报,2006,26(5) [4] 周维龙,姚晓玲. 基于 FPGA 的 QPSK 调制器的设计与实现. 湖南冶金职业技术学院学报,2008,8(4) [5] 刘秀兰,王淑敏. 基于软件无线电的 QPSK 调制的设计. 计算机仿真. 2008,25(11) [6] 金小萍,洪波,钱勤,胡博. 大型全数字 QPSK 调制技术的实验方案设计. 电子工程师,2008,34(4)
移动通信原理实验 OQPSK调制解调实验
课程名称移动通信原理
实验序号实验二
实验项目OQPSK调制解调实验实验地点
实验学时实验类型验证性专业班级
学号姓名
年月日
五、测试/调试及实验结果分析
图中从上到下四种颜色分别表示:测试点TP201测试输入的基带数据波形,测试点TP202测试发送的I路数据,在测试点TP203测试发送的Q路数据,测试点TP308测试的OQPSK调制波形。
可以得出输入的基带信号、I路信号和Q路信号一周期的码元序列如下:
基带:0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1
I路:0 1 0 0 0 1 1 1
Q路:0 1 1 1 0 0 0 1
I路数据是基带数据的奇数码元,Q路数据是基带数据的偶数码元,经验证数据无误。
但从图1的波形可以看到Q路信号没有发生错位偏移TS/2。
由上图,可以清晰看到OQPSK调制波形。
从波形可以看到正交支路信号偏移TS/2后,调制波形在每个TS/2信号只发生±/2的变化。
图中从上到下两种颜色分别表示:TP204测试接收的I路解调波形,TP205测试接收的Q路解调波形,I路的码元序列为:01000111
Q路解调不出波形。
解调后的I路和输入的I路一周期数据一致,但是Q路解调失败。
基于MATLAB的OQPSK调制解调实现课程设计
翼蹴g调制解调基于MATLAB的OQPSK调制解调实现摘要本课程设计的目标在于深切理解OQPSK调制与解调的基本原理,学会使用MATALB软件中的M文件来实现OQPSK的调制与解调以及分析加入不同噪声时对信号的影响程度。
首先产生一个数字基带信号,接下来调用MATLAB中的相应函数对这个基带信号进行调制,然后分析调制后的波形:,记录结果后对调制后的信号进行解调, 观察解调结果并做好记录,最后在信号中加入噪声并观察其时频图的变化,分析信噪比的噪声对调制结果的影响。
本课程设计的实验开发/运行平台为windowsXP/windows7,程序设计使用MATLAB语言。
通过调试运行,基本完成设计目标,达到调制与解调的目的。
关键词:MATLAB; M文件;OQPSK;调制与解调;噪声1引言数字调制与解调技术在数字通信中占有非常重要的地位,数字通信技术与MATLAB的结合是现代通信系统发展的一个必然趋势。
在数字信号通信过程中,噪声的影响往往比较大,同时我们都希望有较高的频带利用率和功率利用率,而OQPSK也是一种恒包络调制技术,其频谱特性好,既保留着2PSK的高抗噪声性能、高频带利用率和高功率利用率,又有效地减弱了2PSK的“反相工作”缺陷,在通信研究中有着非常重要的意义,特别是在卫星通信和移动通信的领域有着广泛的应用。
MATLAB作为当前国际控制界最流行的面向工程与科学计算的高级语言,在控制系统的分析、仿真与设计方面得到了非常广泛的应用,随着其信号处理专业函数和专业工具箱的成熟,越来越受到通信领域人士的欢迎,其在通信领域的应用也将更加广泛。
i・i课程设计目的熟悉OQPSK的基本原理,掌握MATLAB中M文件的使用及相关函数的调用方法,在此基础上通过编程实现OQPSK的调制与解调,并通过加入的噪声来判断所设计的系统性能。
这次课程设计不仅让我对OQPSK有了更加深入的了解,而且学会了如何利用MATLAB中的M文件来实现通信系统方面的应用,最重要的是,自己能够独立完成一个小项目了,有了这方面的经验,我在以后的学习中就会有更充足的信心和动力。
基于FPGA的QPSK及OQPSK信号调制解调电路
基于FPGA的QPSK及OQPSK信号调制解调电路
0 引言
调制识别技术在军事、民用领域都有十分广泛的应用价值,近年来一直受到人们的关注。
随着更多调制方式的使用,调制识别技术也在不断向前发展,并应用于各个领域。
数字调制信号又称为键控信号,调制过程可用键控的方法由基带信号对载频信号的振幅、频率及相位进行调制。
这种调制的最基本方法有3 种:振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)。
根据所处理的基带信号的进制不同,它们可分为二进制和多进制调制(M 进制)。
多进制数字调制与二进制相比,其频谱利用率更高。
其中QPSK(即4PSK)是MPSK(多进制相移键控)中应用较广泛的一种调制方式。
交错正交相移键控(OQPSK)是继QPSK 之后发展起来的一种恒包络数字调制技术,是QPSK 的一种改进形式,也称为偏移四相相移键控(offset-QPSK)技术。
为此,本文研究了基于FPGA 的QPSK 以及OQPSK 的调制解调电路的实现方法,并给出了其在QuartusII 环境下的仿真结果。
1 QPSK 的调制与解调
QPSK 信号有00、01、10、11 四种状态。
它对输入的二进制序列首先必须进行分组,每两位码元一组。
然后根据组合情况,用载波的四种相位表征它们。
QPSK 信号实际上是两路正交双边带信号,可由图1 所示的方法产生。
由于QPSK 信号是两个正交的2PSK 信号的合成,所以,可仿照2PSK 信号的相平解调法,用两个正交的相干载波分别检测A 和B 两个分量,然后将其还原成串行二进制数字信号,以完成QPSK 信号的解调。
其解调过程如图2。
基于FPGA的OQPSK解调器的设计与实现
1 引言交错正交相移键控(OQPSK)是继QPSK之后发展起来的一种恒包络数字调制技术,是QPSK的一种改进形式,也称为偏移四相相移键控(offset-QPSK),有时又称为参差四相相移键控(SQPSK)或者双二相相移键控(Double-QPSK)等。
它和QPSK有同样的相位关系,也是把输入码流分成两路,然后进行正交调制。
与普通的QPSK比较,交错正交相移键控的同相与正交两支路的数据流在时间上相互错开了半个码元周期,而不像QPSK那样I、Q两个数据流在时间上是一致的(即码元的沿是对齐的)。
OQPSK信号中,I(同相)、Q(正交)两个数据流,每次只有其中一个可能发生极性转换。
所以每当一个新的输入比特进入调制器的I 或Q信道时,输出的OQPSK信号中只有0°、±90°三个相位跳变值,而根本不可能出现180°相位跳变。
所以频带受限OQPSK的信号包络起伏比频带受限QPSK 的信号小,经限幅放大后频带展宽得少,故OQPSK性能优于QPSK。
本设计中OQPSK解调器接收端接收的信号是10.7MHz已调信号,按照软件无线电的设计思想,先进行计算机的模拟仿真,充分利用FPGA的特点,成功实现了对的10.7MHz的OQPSK信号差分解调。
解调器的技术指标为:解调器输出码:256 kb/s 、TTL电平;解调器输出时钟:256 KHz 、占空比50%。
2解调器的设计与FPGA实现2.1总体方案设计解调器前端的载波恢复部分采用分离元件实现,这里不做详细介绍,大家可以参考经典锁相环电路进行设计。
本文将详细介绍解调器后端的数字部分(位同步和差分解调)的FPGA实现。
解调器的数字部分原理框图如图1所示。
位时钟信号可以由I路信号提取也可以由Q路信号来提取,本设计中由I 路信号来提取。
并串变换之后就完成了信号的解调。
后边的HDB3编码是为了便于传输和其他处理,比如解调后的信号送计算机处理等等。
基于matlab的oqpsk调制解调
基于matlab的oqpsk调制解调在MATLAB 中进行OQPSK(Offset Quadrature Phase Shift Keying)调制和解调可以使用Communications Toolbox 提供的功能。
下面分别给出 OQPSK 调制和解调的示例代码:OQPSK 调制:% 参数设置Fs = 1000; % 采样率Ts = 1/Fs; % 采样间隔fc = 100; % 载波频率data = randi([0, 1], 1, 100); % 随机生成二进制数据% OQPSK 调制modulatedSignal = oqpskmod(data, fc, Fs, 'InputType', 'bit', 'PhaseOffset', pi/4);% 显示调制后的信号t = (0:length(modulatedSignal)-1) * Ts;figure;plot(t, real(modulatedSignal), t, imag(modulatedSignal));title('OQPSK Modulated Signal');xlabel('Time (s)');legend('I Channel', 'Q Channel');OQPSK 解调:% OQPSK 解调demodulatedData = oqpskdemod(modulatedSignal, fc, Fs, 'OutputType', 'bit', 'PhaseOffset', pi/4);% 显示解调后的数据figure;stem(data, 'r', 'DisplayName', 'Original Data');hold on;stem(demodulatedData, 'b', 'DisplayName', 'Demodulated Data');title('OQPSK Demodulation Result');xlabel('Bit Index');ylabel('Bit Value');legend('Original Data', 'Demodulated Data');这里使用了Communications Toolbox 中的oqpskmod 和oqpskdemod 函数,其中oqpskmod 用于OQPSK 调制,oqpskdemod 用于OQPSK 解调。
oqpsk解调原理
oqpsk解调原理
OQPSK(Offset Quadrature Phase-Shift Keying)是一种基于相位调制的数字调制技术,是一种比较广泛应用的数字调制方式之一。
OQPSK比普通的QPSK(Quadrature Phase-Shift Keying)更具优势,它可以减少急剧相位转移所带来的功率噪声。
那么OQPSK解调原理是什么呢?
OQPSK的解调方法是基于得到相邻两个符号之间的相位变化作为信息的基本元素。
其解调原理类似于QPSK解调,但是要注意处理相邻两个符号之间的相位变化。
具体来说,OQPSK解调过程如下:
首先,接收到的OQPSK信号需要进行低通滤波,以去除高频分量和噪声,得到基带信号。
然后,将基带信号从I路和Q路分开,分别进行信号采样和决策,得到一串二进制码序列。
接着,对比前一个符号和当前符号的相位差异,确定两个符号之间的相位变化。
如果相位变化为90度,则表示当前二进制码为1;如果相位变化为-90度,则表示当前二进制码为0。
因此,通过相邻两个符号之间的相位差异,就可以还原出传输的二进制码序列。
最后,将解调出的二进制码序列进行解码和处理,得到原始的数据或信息。
总之,OQPSK解调原理其实就是通过相邻两个符号之间的相位变化作为信息元素,将接收到的OQPSK信号还原成原来的二进制码序列。
在实际应用中,OQPSK技术已经被广泛应用于无线通信系统、卫星通信、地面测量等领域。
基于DSP的OQPSK调制器设计与实现
基于DSP的OQPSK调制器设计与实现O 引言OQPSK 调制技术是继OPSK 之后发展起来的一种恒包络数字调制技术,由于具有较高的频带利用率和在频带受限的系统中抗干扰性能强,被广泛地应用于移动通信和卫星通信领域。
传统的OQPSK 调制器都是由硬件电路来完成,存在电路复杂、体积大和功耗高等缺点。
随着高速DSP 处理器的应用,本文提出了一种基于DSP 处理器的数字OQPSK 调制器实现方案,让OQPSK 调制器的大部分功能由DSP 处理器执行相应的算法实现,此方案省去了大量的硬件电路,具有体积小、功耗低、稳定可靠等优点。
1 OQPSK 调制原理简介QPSK 调制由于同相支路I 和正交支路Q 的两个比特ab 可能同时发生变化,因而存在180°的相位突变,这在频带受限的系统中会引起信号包络的很大起伏,造成邻道干扰。
OQPSK 调制对此作了改进,它将Q 支路的符号在时间上错开Tb,这样上下两个支路的相邻码元不可能同时变化,使得相邻码元相位差最大缩小至90°,从而减小了信号包络的起伏。
OQPSK 调制的原理如图1 所示。
设输入的数据为{Uk},则OQPSK 已调波可以表示成:式中g(t)为基带脉冲波形,为消除码间串扰且误码率最小,g(t)的波形应要求是平方根升余弦函数。
为了简单起见,本文中设g(t)为矩形脉冲波形。
2 OQPSK 调制器的硬件选择OQPSK 调制器的硬件开发平台采用的是合众达的SEED-DEC5416 嵌入式DSP 开发板,其系统结构原理如图2 所示。
处理器是16bit 定点DSP 芯片TMS320VC5416,OQPSK 信号的16 位各样点数据送往转换精度只有14 位的D/A 转换控制器TLC32044,该控制器只对16 位中的高14 位数据进行D/A 转换,转换后的波形送示波器显示。
tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整。
0QPSK调制解调实验报告
OQPSK调制解调实验报告一、实验目的1.掌握OQPSK调制解调原理。
2.理解OQPSK的优缺点。
二、实验内容1.观察OQPSK调制过程各信号波形。
2.观察OQPSK解调过程各信号波形。
三、预备知识1.OQPSK调制解调的基本原理。
2.OQPSK调制解调模块的工作原理及电路说明。
四、实验器材1.移动通信原理实验箱。
2.20M数字双踪示波器。
五、实验原理OQPSK调制解调原理OQPSK又叫四相相移键控,它通QPSK的不同之处是在正交支路引入了一个码元(Ts) 的延时,这使得两个支路的数据错开了一个码元时间,不会同时发生变化,而不像QPSK那样产生土n 的相位跳变,而仅能产生±八/2的相位跳变,如图4-1所示。
从图4-1星座图和相位转移图中看出对于1QPSK, 土n相位的跳变消除了,所以1QPSK 信号的带限不会导致信号包络经过零点。
OQPSK包络的变化小多了,因此对1QPSK的硬限幅或非线性放大不会再产生严重的频带扩展,OQPSK即使在非线性放大后仍能保持苴带限的性质。
OQPSK 的调制方法和QPSK-样。
图4-1 QPSK和OQPSK的星座图和相位转移图Q 信道i(-L1)Ck _______■ 1 J(1J)-1■丿■ 1I 信道•、-「P・1勺2(1, - 1)CH1:NRZ CH2:DI六、实验步骤1.A 方式的OQPSK 调制实验(1) 将“调制类型选择”拨码开关拨为00001000. 0001,则调制类型选择为A 方式的0QPSK调制。
(2)分别观察并说明NRZ 码经串并转换得到的’DI'、,DQ'两路的一个周期的数据波形。
CH1:NRZ CH2:DQ(3)双踪观察并分析说明91’与U 路成形’信号波形:与'Q 路成形’信号波形:CH1:DI CH2: I 路成形CH1:DQ CH2: Q 路成形(4〉双踪观察并分析说明'I路成形’信号波形与'I路调制'同相调制信号波形:'Q路成形'信号与'Q路调制’正交调制信号波形。
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4 结束语
OQPSK信号不会发生π相位的突变现象,因此限带的OQPSK信号的包络起伏小。限带OQPSK信号包络的最大值与最小值之比约为2,该信号经过非线性功放后,不会引起功率谱旁瓣有大的增生,因此该信号在实际系统中的应用很广泛。由于OQPSK调制有较高的传输可靠性和频带利用率,目前,它在移动通信、卫星通信等各类数字通信系统中应用的较为广泛。<
因此,基本的OQPSK调制的实现电路框图,直接实现OQPSK调制和经升余弦脉冲形成器的信号频谱分别。在电路实现上,采用集成器件可简化设计,增加可靠性。的笛卡尔负反馈电路就是其中的一种。从功率放大器末端取出的负反馈信号与载波信号相乘后,恢复出的作负反馈的基带信号。衰减控制用于控制反馈环路的增益。一般来说,通过负反馈控制,对于AB类功率放大器,能使功放后已调信号的带外辐射降低20 dB以上。
1 QPSK基本原理
理论上OPSK信号为频带无限宽的恒包络信号,但我们知道,为避免干扰相邻通道,实际信道总是限带的,经限带后的QPSK信号已不能保持恒包络,由于QPSK的I、Q两路数据信号的极性转换时间相同,即码元的沿是对齐的,其信号的相位变化有0°、±90°、180°4种,其中180°相位变化的信号经限带后会出现包络为0的现象,这在实际信道是不希望出现的。OQPSK是针对QPSK的一种改进形式,OQPSK信号则把Q路信号和I路错开了半个码元周期(相对I路或Q路的码元周期Ts而言),因而信号的相位变化在任何一个的整数倍处都可能发生,但两路信号的相位变化不会同时发生,这样,输出的OQPSK信号只有0°、±90°3种相位变化,,信号经限带后包络的最大值与最小值之比约为,这就可以预计,它在实际信道中的特性将优于QPSK信号。
2 基带信号的产生
OQPSK中,同相和正交这两信道如同两个独立的BPSK信道,可以分别进行编码,因此,在实际应用中,OQPSK信号往往传输两路不同信息。以常用的直扩通信为例,若设伪码时钟速率为fs,信息码速率为fx=fs/N,时钟速率为fc=fs,则其实现的电路。
由时钟产生频率为fc,占空比为50%的时钟信号,分两路输出。一路经同相放大后作为I路伪码的时钟,同时,对其进行N次分频后,作为I路信息码的时钟。另一路经反相放大后作为Q路伪码的时钟,同时,对其进行N次分频后,作为Q路信息码的时钟。同步控制使信息码和伪码处于同步。信息流经串并变换后,分别在I/Q选择信号的控制下,送入I路FIFO或Q路FIFO单元,FIFO单元以时钟fx=fc/N的速率向编码器发送信息数据,信息经编码后与伪码异或生成基带信号。由于I路和Q路信号的时钟相差半个时钟周期,因此,I路基带信号和Q路基带信号也就错开了半个时钟周期。
3 OQPSK调制的实现
由于在基带信号中已对I/Q路信号进行了的延时处理,因此,OQPSK信号可由基带信号对载波进行正交调制产生。虽然OQPSK信号通过BPF后包络起伏小,但其在码元转换时,相位仍存在90°的跳变,使信号频谱高频滚降慢,频带较宽。为了抑制已调信号的带外辐射,分别对同相和正交支路的数字信号进行编码,如双码元间隔升余弦脉冲,双码元间隔三角脉冲等。双码元间隔升余弦脉冲可由式(1)表示:
基于OQ着广泛的应用价值,近年来一直受到人们的关注。随着更多调制技术的应用,调制识别技术也在不断向前发展,并应用于各个领域。目前已经存在的数字频带传输方式有振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。并且,数字信息有二进制和多进制之分,因此,数字调制可分为二进制调制和多进制调制。一些特殊的调制方式还有QAM、MSK、GMSK、OFDM。在多进制相移键控调制方式中,四进制(即QPSK)调制方式应用最为广泛。