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直扩OQPSK系统载波跟踪的 设计及FPGA实现

作者:时间:2009-12-11来源:网络收藏

0 引言
同步是无线通信中一个重要的实际问题,是基带信号处理的关键技术。导致频率及相位不确定性的主要因素有:一是频率源的漂移会引起频率的漂移;二是电波传输的时延会产生载波相位的偏移;三是多普勒频移,即在发射机和接收机产生相对移动时,会产生多普勒频移,从而导致载波频率的偏移;四是多径效应,即信号在传输过程中由于多路径(发射、折射1传播引起多径效应,从而带来载波频率和相位的延迟。

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/191856.htm


1 调制原理
偏移四相相移键控(Offset QPSK,)与QPSK信号常见于扩展频谱调制,与QPSK信号类似,信号的Q路信号相比I路信号延迟半个码元宽度。其结果是消除了已调信号中突然相移π的现象。这样,每二分之一码片时间信号就只能发生+π/2的变化。一般扩谱QPSK或OQPSK信号可用下式表示:

式中,θd(t)表示数据相位调制,c1(t)和c2(t)是相互独立的正交扩谱码,一般采用双极性不归零码(±1)。c1(t)和c2(t)码的元宽度相同。若c1(t)和c2(t)在时间上同步,即为QPSK调制。若c2(t)比c1(t)延迟半个码片时间,则为OQPSK调制。其中同相通道和正交通道的数据可以不同,这种调制叫双通道QPSK或OQPSK调制。其输出信号可以表示为:

另外,QPSK和OQPSK还允许同相通道和正交通道的发射功率不同。

2 OQPSK调制载波跟踪环的设计
由于收发时钟的不同源和多谱勒频移等问题,通常的收发会存在一定的频差,并且频差是随着时间变化的。对于OQPSK调制信号,这种频差所造成的后果是很严重的,不仅会引起信噪比下降,而且还会引起信号畸变,故应引入载波跟踪。下面以直扩OQPsK系统为例来说明其载波跟踪电路的设计。
图1所示是扩频OQPSK信号载波跟踪环的原理图。图中的r(k)为经过中频放大后的采样信号,可由下式表示:

其中,P为信号幅度,dI、dQ为I、Q两路信息数据,cI、cQ为I、Q两路扩频码序列,n(k)为噪声分量,信源编码方式为不归零码。

载波NCO输出信号为:可由其对两路正交信号进行频率和相位调整。为了抑制倒相现象的发生,可将I支路分别与CI(k)和CQ(k)相乘,并进行解扩处理。若扩频码已经取得完全同步,因I、Q两路扩频码近似正交,则RII(t)远大于RIQ(t)和噪声分量。然后由此误差来控制载波NCO并产生相应载波,再跟踪输入信号载波。


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关键词: OQPSK FPGA 系统 载波

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