雙軟擴頻與π／4DPSK復合調(diào)制系統(tǒng)建模仿真

摘要：為了有效提高系統(tǒng)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(diào)制系統(tǒng)，即發(fā)送端數(shù)據(jù)經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換后，選取兩組正交碼擴頻并與π／4DPSK調(diào)制信號復合后調(diào)制載波，接收端下變頻后使用比特軟值解調(diào)恢復出發(fā)送數(shù)據(jù)。并進行了系統(tǒng)建模和在AWGN和多徑信道下的誤碼率性能仿真。結(jié)果表明，新系統(tǒng)在BER=10-5時比傳統(tǒng)的硬判決解調(diào)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(diào)；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(diào)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(tǒng)的直接序列擴頻技術相比，它在相同的信息速率和系統(tǒng)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?shù)恼{(diào)制方式，在移動通信中得到了廣泛使用，其解調(diào)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(tǒng)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(xù)解調(diào)工作的復雜度，同時受限于硬判決方式，系統(tǒng)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(tǒng)的軟信息提取算法，并進行了FPGA實現(xiàn)，由于僅使用了軟擴頻，與復合系統(tǒng)相比，解調(diào)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(diào)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(xiàn)。
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(diào)制系統(tǒng)，即將2路軟擴頻信號與1路π／4DPSK差分相位調(diào)制信號進行復合后分別經(jīng)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(diào)，對所提系統(tǒng)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(diào)制結(jié)構(gòu)
雙軟擴頻與π／4DPsK調(diào)制結(jié)構(gòu)如圖1所示，數(shù)據(jù)經(jīng)串并轉(zhuǎn)換分為3路，2路1bM bit數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行π／4DPSK調(diào)制。

設在第n個符號周期內(nèi)兩支路發(fā)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(fā)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(jù)π／4DPSK調(diào)制，由表1決定。

對基帶信號上變頻，載波exp(jωct)，則發(fā)射信號表達式為：