孙会楠,邢彦辰

(哈尔滨华德学院 电子与信息工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150025)

数字通信系统是当今通信领域的主流手段,正交相移键控(QPSK, Quadrature Phase Shift Keying)调制,由于其具有较好的抗噪性能、频谱利用率高以及实现复杂度小等优点,在数字通信中大量被使用[1]。QPSK调制技术需要良好的同步算法才能有效地恢复初始信号,经过研究人员多年的研究探索,常用的载波同步方法有平方环法、极性Costas环法、判决反馈环和四相松尾环等,本文最终使用的松尾环载波同步是其中结构较为简单,并且能够很好数字化的方案[2]。常用的位同步方法有锁相环法和内插法, 本文最终采用基于Gardner算法的插值位同步,算法相对简单,跟踪精度高。

本文给出QPSK调制解调系统的整体方案及同步环路参数设计,主要是载波同步、位同步中模块参数设计。使用MATLAB仿真软件对松尾环载波同步和Gardner位同步模块进行了仿真,由仿真结果可知,在载波同步中使用FIR低通滤波器能去掉解调信号的高频噪声分量;在位同步中采用Gardner算法的内插算法位同步结构,其分数间隔、定时误差和内插滤波器输出均能很快收敛,故该算法能够完成同步的功能。证实了本文设计的可行性和实用性,具有一定的工程应用价值[3]。

1 系统的整体设计方案

整个QPSK调制解调系统分为调制端和解调端。调制端的作用是产生所需的QPSK调制信号,并通过天线将信号发射, QPSK调制框图如图1所示。解调端首先在信号接收后,经过模数转换,通过环路将已调信号恢复成初始信号,主要是实现载波同步和位同步,QPSK解调框图如图2所示,而本文的研究侧重点是载波同步和位同步,信道统一为加性高斯白噪声信道。……