DQPSK 调制的基本原理
正交相移键控(QPSK)也称为四相相移键控,是通过四种不同的载波相位来表征数字信息。QPSK 信号可表示为
其中g(t)为发送信号码元的波形函数,为载波角频率,
为信号的符号采样间隔,
为第k个码元的载波相位值,即调制相位信息,可取值为
或
。将上式展开可得
令,则有
化简可以得到
其中 。
从上式可看出,QPSK已调信号由两路正交的BPSK信号合成,且这两路信号具有相同的基带调制波形。当各个相位值以相同概率出现时,QPSK 已调信号波形的功率谱即由两个正交的BPSK已调信号波形功率谱所合成,则QPSK的频谱利用率为BPSK的两倍。
QPSK信号的每个码元包含两比特信息,如果把双比特码元中前后码元的信息比特分别用A 和B 表示,则QPSK信号的载波相位与双比特码元的对应关系一般有两种:
一种为相位对应 AB=00,
相位对应 AB=10,
相位对应 AB=11,
相位对
应AB=01。
另一种为相位对应 AB=11,
相位对应 AB=01,
相位对应 AB=00,
相位对应 AB=10。
由于QPSK系统是利用接收载波的绝对相位值来对调制信息进行判断,在信号的传输以及解调过程中很容易受到噪声、干扰等因素的影响而产生相位翻转,导致在解调端无法准确判断原始数据,即相位模糊问题。
为了解决QPSK 系统中存在的相位模糊问题,一般对原始调制数据进行差分编码,再进行QPSK 调制,即差分四相相移键控(DQPSK)。
DQPSK是利用载波相对相位来表示数字信息,解调端的相位翻转不会对信号的解调产生影响,可有效解决相位模糊问题。
QPSK信号的产生方法有调相法和相位选择法两种。
调相法基本过程为:输入的二进制数据序列经过串并转换分为并行的同相、正交两条支路,这两条支路的数据分别经过成形滤波器输出滤波后的数据序列,之后分别与本地数控振荡器(NCO)产生的cos 与sin 两路信号相乘完成调制,再将两条支路输出的信号相加,即可得到四相的QPSK 已调信号。对于DQPSK 信号,需要在进行串并转换之后进行差分编码。
调相法产生DQPSK 信号的过程如下图所示。