高码率QPSK全数字接收机关键技术研究

高码率QPSK全数字接收机关键技术研究
高码率QPSK全数字接收机关键技术研究
关键字： 基带 采样 载波 脉冲
由于具有较好的频带利用率和抗噪声性能，QPSK已成为一种在测控和通信领域广泛
使用的数字调制方式。随着软件无线电的不断发展，直接中频数字解调已变得越来
越容易，而时钟同步和载波同步是解调的关键问题。因而在全数字接收机中，同步
过程通常通过算法在FPGA或DSP中实现，其通用性、互换性和移植性较强。
1 QPSK全数字接收机结构
QPSK调制信号是抑制载波的信号，无法用常规的锁相环或窄带滤波器直接提取参考
载波，但其载波相位变化只能提取有限的几个离散值，因而可通过非线性处理恢复
载波信号，从而完成相干解调。图1是QPSK全数字接收机的框图，首先中频信号经
抗混叠滤波后进入A/D变换器采样。在满足奈奎斯特采样定理的条件下，应尽可能
提高采样率，以获得较高的采样信噪比，同时，模拟抗混叠滤波器也更易于实现。
数字下变频将中频信号搬移至零频，得到基带的I(In-
phase)，Q(Quadrature)信号。由于采样率相对于信号带宽较大，因此需要进行抽
取，降低数据率到一个合适的程度，以便于后续的信号处理。假设下变频及抽取后
的复基带信号为：
[pic]
其中，an是传输的数据，g(t)是系统脉冲响应，除去码元信息an后还存在3个未知
参数：时钟误差ε，载波相位误差θ0和载波频偏△f。这3个参数的分布是随机的，只
有恢复了这3个参数，an才能被正确地估计出来。
[pic]
具体实现上要求解调的本振频率振