雙軟擴頻與π/4DPSK復合調制系統建模仿真
摘要:為了有效提高系統的抗干擾能力,在已有軟擴頻的基礎上,提出了一種新的雙軟擴頻與π/4DPSK復合調制系統,即發送端數據經過串并轉換后,選取兩組正交碼擴頻并與π/4DPSK調制信號復合后調制載波,接收端下變頻后使用比特軟值解調恢復出發送數據。并進行了系統建模和在AWGN和多徑信道下的誤碼率性能仿真。結果表明,新系統在BER=10-5時比傳統的硬判決解調算法性能提高約3 dB,具有較好的抗干擾與抗多徑能力。
關鍵詞:軟擴頻;卷積編碼;差分解調;比特軟值;多徑
軟擴頻又稱多進制正交擴頻,是一種高效的擴頻調制方式,它是從直接序列擴頻技術衍生而來的一種新型基帶擴頻技術,與傳統的直接序列擴頻技術相比,它在相同的信息速率和系統帶寬條件下具有更高的擴頻增益,能夠有效解決傳輸帶寬和處理增益之間的矛盾。π/4DESK是一種比較適合衰落信道傳輸的調制方式,在移動通信中得到了廣泛使用,其解調不需要相干載波,因而不存在相位模糊等問題。文獻對雙軟擴頻系統進行了性能分析,但I、Q兩路采用同一組擴頻碼集合,增加了后續解調工作的復雜度,同時受限于硬判決方式,系統性能有進一步提升的空間。文獻和文獻給出了雙軟擴頻系統的軟信息提取算法,并進行了FPGA實現,由于僅使用了軟擴頻,與復合系統相比,解調端需要更多的相關器,復雜度較高。文獻提出了DNOrth-MDPSK的差分解調算法,從理論上進行了分析,但所提算法較復雜,不方便工程實現。
針對這一情況,筆者提出了一種新的雙軟擴頻與π/4DPSK復合調制系統,即將2路軟擴頻信號與1路π/4DPSK差分相位調制信號進行復合后分別經I路和Q路同時進行傳輸,在接收端使用比特軟值進行解調,對所提系統使用Matlab/Simulink進行了建模,并對所建模型在AWGN與多徑信道下進行了誤碼率性能仿真。
1 雙軟擴頻與π/DPSK調制結構
雙軟擴頻與π/4DPsK調制結構如圖1所示,數據經串并轉換分為3路,2路1bM bit數據進行軟擴頻,分別從2個維的正交擴頻碼集合WI和WO中各選擇一個正交序列,1路2 bit數據進行π/4DPSK調制。
設在第n個符號周期內兩支路發送的擴頻碼序列分別為,第n個符號與第n-1個符號的相位差為△θ,則發送信號的等效低通表達式為:
式中:TS為符號周期;(n-1)Ts≤t≤nTs。相位差△θ根據π/4DPSK調制,由表1決定。
對基帶信號上變頻,載波exp(jωct),則發射信號表達式為:
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