[發明專利]調制符號間相位交錯BPSK調制方法

有效

• 申請號: 201711177902.2
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108023847B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 吳世奇
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所（中國電子科技集團公司第十研究所）
• 主分類號: H04L27/20
• 分類號: H04L27/20
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發明公開的一種調制符號間相位交錯BPSK調制方法，旨在提供一種解調門限低，不會出現180°相位跳變，能夠降低調制信號峰均比的調制方法。本發明通過下述技術方案予以實現：在通信系統中，調制器根據待調制數據長度，產生與調制數據長度一致的基準相位序列，根據待調制數據以及基準相位序列，依次計算當前每個調制符號對應的載波相位，依據計算結果進行BPSK信號調制，在當前調制符號內，調制數據‘1’與調制數據0°的載波相位分別為當前調制符號對應的基準相位以及基準相位+180°，完成一個符號調制后，判斷數據是否調制完畢，若調制完畢，則結束當前數據調制；否則返回計算下一個調制符號對應的載波相位，直到調制完畢。

技術領域

本發明涉及通信系統信號處理領域，具體涉及一種降低調制信號峰均比的調制符號間相位交錯二進制相移鍵控BPSK調制方法。

背景技術

在無線通信系統中，基帶信號需要調制為具有幅度和相位信息的調制符號，并經過無線信道到達接收端。在移動通信領域，隨著通信信息量的不斷增大，通信系統需要的帶寬越來越寬，頻率資源日趨緊張。為了解決帶寬有限的矛盾，一方面將通信頻段不斷向更高頻率延伸，另一方面也不斷努力提高頻譜的利用率。而在載波頻率較高時發送信號功率放大器通常采用高功率非線性放大器，并且由于信道的非線性及AM/PM效應，只有采用具有恒定包絡或準恒定包絡結構的調制方式，才能有效利用功放的發射功率。

相移鍵控(Phase Shift Keying，簡稱PSK)是一種用載波相位表示輸入信號信息的調制技術，即利用相位變化來傳遞數字信息。IS-95中以及IMT-2000中使用的BPSK、四相相移鍵控(Quadri Phase Shift Keying，簡稱QPSK)和偏移四相相移鍵控(Offset QPSK，簡稱OQPSK)等都屬于相移鍵控調制方式。調制是對信號源的編碼信息進行處理，是用基帶信號對載波波形的某些參數進行控制，使這些參量隨基帶信號的變化而變化；使其變為適合傳輸的形式的過程。調制可以通過使高頻載波隨信號幅度的變化而改變載波的幅度，相位或者頻率來實現。解調是調制的逆過程，解調是將基帶信號從載波中提取出來以便預定的接收者(信宿)處理和理解的過程。它是從己調制的信號中恢復出原來調制信號的過程。即是把基帶信號(信源)轉變為一個相對基帶頻率而言頻率非常高的帶通信號。帶通信號叫做已調信號，而基帶信號叫做調制信號。

調制技術分為模擬調制和數字調制兩類。模擬調制是對載波信號的參量進行連續調制，在接收端對載波信號的參量連續地進行估值；而數字調制都是用載波信號的某些離散狀態來表征所傳送的信息，在接收端也主要對載波信號的離散調制參量進行檢測。BPSK信號解調原理因為BPSK信號的幅度與基帶信號無關，故不能用包絡檢波法而只能用相干解調法解調BPSK信號。在相干解調過程中需要用到與接收的BPSK信號同頻同相的相干載波。在BPSK調制中是把載波相位的和π分別表示信息0和l，接收機要正確解調該信息就需要恢復出一個與發送端同頻同相的參考載波。接收機中恢復出同頻載波比較容易，但要做到同相就比較困難，一旦參考載波出現相位反轉，解調的信息就出現0，1倒置。由于在BPSK信號的載波恢復過程中存在0的相位迷糊(phaseambiguity)，即恢復的本地載波與所需的相干載波可能同相，也可能反相，這種相位關系的不確定性將會造成解調出數字基帶信號與發送的數字基帶信號正好相反，即‘1’變為‘0’，‘0’變為‘1’，判決器輸出數字信號全部出錯。這種現象稱為BPSK方式的‘倒’現象。

相移鍵控是目前通信系統中廣泛采用的調制方式之一，以BPSK為例，當調制數據為“1”時，調制后載波與未調載波同相，當調制數據為“0”時，調制后載波與未調載波反相，即“1”和“0”時調制后載波相位相差180度。BPSK調制技術本身是恒包絡的，但由于存在180°的相位跳變，在相位突變點會不可避免地引入很大的脈沖響應，在實際系統中由于器件響應速度與帶寬受限，通過帶通濾波器限帶后的BPSK信號已經不能保持恒包絡，導致信號包絡起伏較大，相應的信號峰均比也較大。因此BPSK調制存在180°的相位跳變，導致信號包絡起伏較大，相應的信號峰均比也較大的問題。相移鍵控PSK對放大器的線性度要求較高，進而對調制設備的要求較高，提高通信設備的成本。