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OQPSK调制器设计方案解析

消耗积分:1 | 格式:rar | 大小:0.3 MB | 2017-10-31

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 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。
  OQPSK调制器设计方案解析
  设输入的数据为{Uk},则OQPSK已调波可以表示成:
  OQPSK调制器设计方案解析
  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。
  OQPSK调制器设计方案解析
  3 OQPSK调制的软件设计
  主程序中首先对TLC32044芯片初始化(过程请查阅相应的PDF资料),然后调用执行OQPSK调制子程序。下面介绍本文设计的在DSP处理器上实现OQPSK调制的方法。
  3.1 基于DSP的OQPSK调制算法
  设信息流为…bkakbk-1ak-1,并假定已经保存在DSP的数据存储空间中(实际应用中可以使用单片机通过HPI接口向DSP写入要发送的信息流),其中bkakbk-1ak-1可以看成是一个字(16位)的最低4位。将输入的信息流串并转换成双比特码元,可以对信息码字每次右移动2位实现。Q支路延迟和I支路的对应关系可以采用测试ak、bk-1和bk这三位码元来完成,若测试位为O,则对正弦或余弦值取负以完成单/双极性变换的功能。因此,可以画出基于DSP的OQPSK调制算法流程,如图3所示。图3中已经假设I支路一个码元包含2个周期的余弦波,一个周期的余弦波采样32个点,变量Count用于控制信息流的长度,OQPSK_Buf缓冲区用于保存调制完成的采样点数据。

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