描述

【摘　要】　簡略介紹了QPSK，π／4－QPSK調制方法及基于此的π／4－DQPSK調制方法，就π／4－QPSK的調制電路原理與實現作了概述，并針對π／4－QPSK調制方法的優點及其性能與GMSK技術進行了比較。

關鍵詞：π／4-QPSK，π／4-DQPSK，恒包絡調制，相位轉遷，GMSK

1　引　言

現代數字調制技術的發展，使得傳輸速率和頻譜的利用率進一步得到提高，功率更加節省。在相同的碼元速率下，多進制系統的信息傳輸速率顯然比二進制系統高，但信息速率的提高是以犧牲功率為代價的。顯然增大碼元寬度，就會增加碼元的能量，同時也減少了由于信道特性引起的碼間串擾等。恒包絡調制適用于限帶非線性信道中，能有效地防止非線性引起的幅相效應，節省功率，提高頻譜的利用率。多進制調制和恒包絡調制這兩種技術結合在一起能取得更好的調制效果。

2　π／4-QPSK信號的特征

π／4－QPSK位相調制技術是在現代移動通信中使用較多的一種線性調制方法，它是在常規QPSK調制基礎上發展起來的。其相位跳變值是nπ／4(n＝±1或±3)，在QPSK中，180度相位翻轉對應有豐富的功率譜旁瓣能量，限帶引起的包絡起伏將通過非線性功放的AM／PM，和AM／PM轉換效應導致可觀量值的頻譜擴散，使旁瓣干擾增大和限帶濾波作用抵消。與QPSK相比，π／4－QPSK限帶濾波后有較小的包絡起伏，在非線性信道中有更優的頻譜效率。圖1給出了QPSK和π／4－QPSK信號狀態轉遷軌跡。

圖1(a)中QPSK共有4個相位狀態其中一個狀態可以轉換為其它3個狀態中的任意一個，因而存在著180度的相位跳變，圖1(b)中有8個相位狀態，可以認為這8個相位點是由兩個QPSK信號迭加而成的。相位跳變被限制在4個相位點之間，每個信號只用其中的一個QPSK星座點傳送出去，全部狀態轉遷在兩組QPSK信號相位狀態之間完成，圖1中分別以白點和黑點表示兩組QPSK信號，相隔π／4。相位轉遷只能由白點組轉到黑點組，或相反。因而π／4－QPSK可能出現的最大相位跳變為±π／4和±34／π，與QPSK　　相比，有較小的包絡起伏，在非線性信道有更優的頻譜效率。

3　π／4-QPSK信號的調制方式

在QPSK調制方式中，信號可以表示為：

式中，A為系數，Tb為一個符號周期或叫碼元周期時間，ω為載波信號的角頻率，θk為第k個碼元周期的位相函數，它共有4種相位取值，在任一碼元持續時間內θk將取其一。當θk＝π／4(2n＋1)，n＝0，1，2，3時，QPSK系統稱為π／4－QPSK系統。π／4－QPSK利用載波的不同相位來表示輸入的數字信息，每一種狀態可用二位二進制碼來表示。因此對輸入的二進制數字序列應先進行分組，將每二個數字信息編為一組，其信息比特與相移的對應關系可列為表1。

π／4－QPSK調制器的硬件實現可用圖2來表示。

輸入比特流由串／并轉換器分成兩個并行比特流，其比特率為一半的符號速率。

4　進一步的瞬時位相的π／4-DQPSK調制

基于π／4－QPSK調制方式之上的π／4－DQPSK調制是在調制之前對發送數據進行差分編碼，信息通過相對于前一信號間隔的相移來反映。在π／4－DQPSK位相調制技術中信號相鄰碼元之間的最大位相差的絕對值為3／4π，同一位相之間必有π／4弧度的位相遷移等優點。但位相跳變會增大信號的諧波分量，消耗一定的功率。這里介紹一種新型的π／4－DQPSK調制方式，可在信號不丟失的情況下，消除3／4π位相跳變。

與前面(1)式相比較，當用π／4－DQPSK位相調制時，f(t)的指數表達式可為

我們對一般位相調制信號作改動，同樣可以寫出指數表達形式，從而可設計出新型的π／4－DQPSK差分型位相調制方式。

先找出(1)式中f(t)的Hilbter變換：

以上是主要的數學推導，最后得到的式(16)就表示新型的π／4－DQPSK差分位相調制方式，它與(2)式是一致的。它是在π／4－QPSK調制基礎上建立并進一步完善的調制方式，主要特點是其信號要經過Hilbert變換。

5　GSMK與π／4-QPSK的比較

泛歐GSM標準采用GSMK調制方式，這種恒包絡技術在非線形移動通信信道具有較好的性能，電源效率高。

GSMK與π／4－QPSK的比較見表2。

通過上述分析可以看出π／4－QPSK調制方式在許多方面優于GSMK方式。π／4－QPSK具有較高的頻譜效率和功率利用性能，非常適合移動通信應用。

參考文獻1　Tero Ojanpera，Ramjee Prasad．寬帶CDMA：第三代移動通信技術．北京：人民郵電出版社，2000

2　何希才，盧孟夏，錢艾文．現代蜂窩移動通信系統．北京：科學出版社，1999

3　陳啟美，李　嘉．現代數據通信教程．南京：南京大學出版社，2000

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的基于c语言的移动通信调制,π／4-QPSK调制方式及其与GSMK调制方式的比较的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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