QPSK调制与解调
一、QPSK信号的描述多相移相键控(MPSK)是恒包络数字调制,受调载波相位有M种取值。
1.MPSK信号可表示为正弦振荡的形式。
2.MPSK信号还可展开为同相分量与正交分量组合的形式。
3.MPSK信号还可表示为复数信号实部的形式。
对于2PSK,M=2,若取φ0=0,则只有同相分量没有正交分量,载波有0、180两种相位状态;若取
φ0=90,则没有同相分量只有正交分量,载波有90、270两种相位状态。
对于QPSK,M=4,根据CCITT建议,φ0有0和45两种取值,当φ0=0时,为A方式,载波有0、90、
180、270四种相位状态;φ0=45时,为B方式,载波相位有45、135、225、315四种取值。
2PSK、QPSK矢量图表示如图4-12所示。
PSK还分为绝对调相和相对调相,对于M=4的绝对调相记为QPSK,相对调相记为4DPSK。所谓绝对调相是
利用载波的不同相位去直接传送数字信息的一种方式;而相对调相,也称差分调相,是利用前后相邻码元的
载波相位的相对变化来传送数字信号的一种方式。本课程不再介绍相对调相的内容,该部分内容可参见通信
原理课程内容。
二、QPSK调制器
由于QPSK的4种不同输出相位要求有4种不同的输入条件,因此二进制输入数据必须以2bit为一组输入,
双比特有4种可能的取值:00,01,10和11。每输入一组双比特,输出相位就产生一次变化,输出变换的速
率是输入比特率的一半。
从QPSK的信号表示和QPSK矢量图可知,QPSK信号可以用正交调制的方法产生,按双比特码元与载波相位
对应关系分为A方式和B方式,其调制器原理框图、信号矢量图及相位对照关系如演示所示。
三、QPSK解调器
QPSK信号是两个正交的BPSK信号的合成,因此可以用两个正交的载波分别对I和Q分量进行相干检测(将 经带通滤波的接收信号与从接收信号中恢复出来的相干载波相乘,通过相乘产生基带信号),然后由低通滤 波器输出基带信号,产生还原的I、Q数据,再经并/串转换将并行的I、Q数据变为二进制串行数据,原理图 如图4-13所示,其中LPF特性为平方根升余弦滚降特性。 对于DVB-S所采用的B方式QPSK系统,φ(n)= 45,135,225,315。根据表4-3所示的判决规则对LPF 输出信号抽样判决,则可将调相信号解调为相应的数字信号,解调出的I信道序列{xn}和Q信道序列{yn}再经 并/串转换,就可还原出串行二进制调制信号序列。在解调器中,载波相位0/180不定性可通过对界定交织 帧的MPEG-2同步字节进行识别来解决。
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