OQPSK調(diào)制器設(shè)計(jì)方案解析

　OQPSK調(diào)制技術(shù)是繼OPSK之后發(fā)展起來(lái)的一種恒包絡(luò)數(shù)字調(diào)制技術(shù)，由于具有較高的頻帶利用率和在頻帶受限的系統(tǒng)中抗干擾性能強(qiáng)，被廣泛地應(yīng)用于移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信領(lǐng)域。傳統(tǒng)的OQPSK調(diào)制器都是由硬件電路來(lái)完成，存在電路復(fù)雜、體積大和功耗高等缺點(diǎn)。隨著高速DSP處理器的應(yīng)用，本文提出了一種基于DSP處理器的數(shù)字OQPSK調(diào)制器實(shí)現(xiàn)方案，讓OQPSK調(diào)制器的大部分功能由DSP處理器執(zhí)行相應(yīng)的算法實(shí)現(xiàn)，此方案省去了大量的硬件電路，具有體積小、功耗低、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。
　　1 OQPSK調(diào)制原理簡(jiǎn)介
　　QPSK調(diào)制由于同相支路I和正交支路Q的兩個(gè)比特ab可能同時(shí)發(fā)生變化，因而存在180°的相位突變，這在頻帶受限的系統(tǒng)中會(huì)引起信號(hào)包絡(luò)的很大起伏，造成鄰道干擾。OQPSK調(diào)制對(duì)此作了改進(jìn)，它將Q支路的符號(hào)在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)Tb，這樣上下兩個(gè)支路的相鄰碼元不可能同時(shí)變化，使得相鄰碼元相位差最大縮小至90°，從而減小了信號(hào)包絡(luò)的起伏。OQPSK調(diào)制的原理如圖1所示。
　　
　　設(shè)輸入的數(shù)據(jù)為{Uk}，則OQPSK已調(diào)波可以表示成：
　　
　　式中g(shù)（t）為基帶脈沖波形，為消除碼間串?dāng)_且誤碼率最小，g（t）的波形應(yīng)要求是平方根升余弦函數(shù)。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，本文中設(shè)g（t）為矩形脈沖波形。
　　2 OQPSK調(diào)制器的硬件選擇
　　OQPSK調(diào)制器的硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)采用的是合眾達(dá)的SEED-DEC5416嵌入式DSP開(kāi)發(fā)板，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。處理器是16bit定點(diǎn)DSP芯片TMS320VC5416，OQPSK信號(hào)的16位各樣點(diǎn)數(shù)據(jù)送往轉(zhuǎn)換精度只有14位的D／A轉(zhuǎn)換控制器TLC32044，該控制器只對(duì)16位中的高14位數(shù)據(jù)進(jìn)行D／A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的波形送示波器顯示。
　　
　　3 OQPSK調(diào)制的軟件設(shè)計(jì)
　　主程序中首先對(duì)TLC32044芯片初始化（過(guò)程請(qǐng)查閱相應(yīng)的PDF資料），然后調(diào)用執(zhí)行OQPSK調(diào)制子程序。下面介紹本文設(shè)計(jì)的在DSP處理器上實(shí)現(xiàn)OQPSK調(diào)制的方法。
　　3．1 基于DSP的OQPSK調(diào)制算法
　　設(shè)信息流為…bkakbk-1ak-1，并假定已經(jīng)保存在DSP的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間中（實(shí)際應(yīng)用中可以使用單片機(jī)通過(guò)HPI接口向DSP寫(xiě)入要發(fā)送的信息流），其中bkakbk-1ak-1可以看成是一個(gè)字（16位）的最低4位。將輸入的信息流串并轉(zhuǎn)換成雙比特碼元，可以對(duì)信息碼字每次右移動(dòng)2位實(shí)現(xiàn)。Q支路延遲和I支路的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以采用測(cè)試ak、bk-1和bk這三位碼元來(lái)完成，若測(cè)試位為O，則對(duì)正弦或余弦值取負(fù)以完成單／雙極性變換的功能。因此，可以畫(huà)出基于DSP的OQPSK調(diào)制算法流程，如圖3所示。圖3中已經(jīng)假設(shè)I支路一個(gè)碼元包含2個(gè)周期的余弦波，一個(gè)周期的余弦波采樣32個(gè)點(diǎn)，變量Count用于控制信息流的長(zhǎng)度，OQPSK_Buf緩沖區(qū)用于保存調(diào)制完成的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)。