一种改进后的soqpsk调制

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1、http://www.paper.edu.cn1一种改进后的SOQPSK调制潘晓丹，吴成柯西安电子科技大学ISN国家重点实验室，西安（710071）摘要：SOQPSK（ShapedOffsetQuadraturePhase-ShiftKeying）体制是近年来在卫星通信领域快速兴起的一种新的调制体制。文中分析评介了这种体制的发展历史、技术原理、体制性能。最后介绍了一种新的SOQPSK，并对其功率谱密度（PSD）进行了仿真。结果表明这种改进的SOQPSK功率谱密度的性能优于SOQPSK。关键词：SOQPSK，改进后的SOQPSK，功率

2、谱密度1引言在未来的空间通信系统和卫星通信系统中,数据传输率都将超过1Gbps,这样的系统将使带宽和功率同时受限,因此研究具有高功率效率和高频谱效率的调制技术仍然是目前[3]的研究热点。SOQPSK是美国军标广泛采用的一种高效率恒包络调制方式，已被列入各种不同的军事标准中，由于它具有良好的频谱效率和恒包络特性，在卫星通信中得到了广泛的应用。本文介绍了OQPSK体制和SOQPSK体制的技术原理，针对SOQPSK在-30dB以下的频谱并没有得到关注的问题，提出了一种新的SOQPSK，并对其功率谱密度进行了仿真。仿真结果表明改进后的SOQ

3、PSK在保持SOQPSK优越性的同时提高了其功率谱密度在-30dB以下的性能。2SOQPSK体制2.1OQPSK体制QPSK调制方式在实际系统中得到大量应用，但由于其存在180°相移，经带限处理后，可能出现零包络现象。这种现象在非线性带限信道中尤其需要避免。虽然包络的起伏经非线性放大器后，可以减弱或消除，但同时却会使频谱扩展，其旁瓣对邻道的信号形成干扰，发送时的带限滤波将完全失去作用。交错（偏移）正交调相（OffsetQPSK）是QPSK的一种改进的调制方式，它对QPSK信号进行一定的处理以避免上述问题。与普通的QPSK相比，OQP

4、SK的同相与正交数据流，在时间上相互错开了一个码元间隔T（即半个符号周b期T=1/2T），而不像QPSK那样，I（同相），Q（正交）两个数据流在时间上是一致的（即bs码元的沿是对齐的）。这样在任何给定的时间，OQPSK信号中，I、Q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°，±°90三种相位跳变，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[1]宽得少，故OQPSK性能优于QPS

5、K。OQPSK可以看成相位调制（PM）或频率调制（FM），这里从频率调制的角度解释比较方便，所以我们采用FM的形式。我们用连续相位调制（CPM）的表示形式，OQPSK的时域表达式是：st()=+2/cos[2ETπftφαφ(,)t+]00（1）1本课题得到国家自然科学基金重点项目“深空通信中的若干关键技术研究”（项目编号：60532060）的资助。-1-http://www.paper.edu.cn其中t+∞φ(,)2ta=−παh∫∑ig(ττiTd)−∞−∞−∞<<+∞t（2）其中信息相位φ(,)tα是由三码元序列α=-1，0

6、，1、频率脉冲g(t)和调制指数h决定的。i对于OQPSK调制，频率脉冲g(t)是∂()t函数，在每个比特，频率脉冲要么存在要么不存在，如果存在，它的相位将会移动π/2，如图1所示是OQPSK的频率脉冲波形，信号要么在I路要么在Q路上改变，而图1OQPSK信号的频率脉冲波形不会同时改变。OQPSK的好处是功率谱特性优于QPSK，同时两个错位T的支路独立2PSKb信道，可以分别进行差分编码和相间差分解码。由于Q之路信号迟于I之路T时间，因此判决解b调的定时信号也要比I之路迟延T,因此两支路轮流判决后不需再并-串变换。b2.2改进的OQ

7、PSK（SOQPSK体制）OQPSK克服了QPSK的180°相位跳变，信号通过BPF后包络起伏小，性能得到了改善，因此受到广泛重视。但是，当码元转换时，相位的变化是不连续的，存在90°的相位[2]跳变，因此高频滚降慢，使得频带较宽。SOQPSK是对OQPSK的一种改进，对于SOQPSK调制，频率脉冲g(t)是矩形脉冲，可以这么说，SOQPSK是QPSK和MSK的合成。SOQPSK具有良好的频谱效率和恒包络特性，已被列入各种军事标准，在卫星通信中得到了广泛应用，但其功率普密度在-30dB[4]以下的部分并没有得到关注。3改进的SOQP

8、SK体制为了改善普通SOQPSK的功率谱密度在-30dB以下的性能，我们采用升余弦函数作为改进后的SOQPSK调制方法的频率脉冲g(t),，g(t)=n(t)*w(t),其中ABcos(πρπt/)sin(TB/)Tnt()=*（3）