一、正交相移键控(QPSK/4PSK)概述
1. QPSK/4PSK基本概念及编码规则
正交相移键控(QPSK)的每个码元承载着2比特的信息,通常以“ab”的形式代表两个比特。在编码过程中,发送的码元序列需先将每两个比特分割成一组双比特“ab”。
“ab”有四种排列方式,即00、01、10和11,这四种排列对应了四种相位。这些相位的排列遵循格雷码的规则,以减小因相位误差导致的误判概率,从而降低总误比特率。
2. QPSK/4PSK编码实例详解
A方式QPSK信号的矢量图展示了如何将参数相位与格雷码01相对应。对于QPSK信号的编码过程,值得注意的是QPSK信号与格雷码的对应关系并非唯一,编码与相位的关系取决于设定的参考相位与编码的对应关系。
二、QPSK解调技术详述
(1)相乘电路解调法
①基带信号以二进制不归零双极性码元s(t)的形式输入,经“串/并变换”电路分为两路码元a和b。
②这两路并行码元a和b,每个码元的持续时间是输入码元的两倍。它们分别与两路正交载波相乘,相乘结果在图中以虚线矢量表示。
③经相加电路处理后,每路矢量代表2bit信息,这种方式被称为B方式。
(2)相位选择法解调
基带信号经过“串/并变换”后,被用来控制一个相位选择电路。根据当时的输入双比特“ab”,电路决定选择哪个相位的载波输出,对应A方式规定的四种相位。
(3)QPSK解调原理
QPSK信号可视为两个正交2PSK信号的叠加。通过使用两路正交的相关载波进行解调,相干解调后的两路并行码元a和b经过并/串变化,最终输出串行数据。
(4)偏置QPSK(OQPSK)特性
OQPSK将两个正交分量的两个比特a和b在时间上错开半个码元,确保它们不可能同时改变。这样,相邻码元相位差的最大值仅为90°,从而减小了因相位突变引起的信号振幅的起伏。
OQPSK要求两个比特a和b的持续时间必须保持一致。
(5)π/4相移QPSK特性
π/4相移QPSK信号是由两个相差π/4的QPSK星座图交替产生。每一个四进制信号的当前码元相位相对于前一个码元的相位改变±45°或±135°。
由于相邻码元间总有相位变化,这有利于在接收端提取码元同步。