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  QPSK是英文Quadrature Phase ShiftKeying的缩略语简称,意为正交相移键控,是一种数字调制方式。

  在数字信号的调制方式中QPSK四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。

  相关:在HFC网络架构中,从用户线缆调制解调器发往上行通道的数据采用QPSK方式调制,并用TDMA方式复用到上行通道。

  相关:在有线电视系统中,卫星(大锅)输出的就是QPSK信号。

  QPSK是英文QuadraturePhaseShiftKeying的缩略语简称,意为正交相移键控,是一种数字调制方式。四相相移键控信号简称“QPSK”。它分为绝对相移和相对相移两种。

目录

QPSK-简介

  QPSK调制示意图 偏移四相相移键控信号简称“O-QPSK”。全称为offsetQPSK,也就是相对移相方式OQPSK。它具有一系列独特的优点,已经广泛应用于无线通信中,成为现代通信中一种十分重要的调制解调方式。

  在数字信号的调制方式中QPSK四相移键控是最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。

QPSK-原理

  qpsk 原理QPSK数字解调包括:模数转换、抽取或插值、匹配滤波时钟载波恢复等。

  在实际的调谐解调电路中,采用的是非相干载波解调,本振信号与发射端的载波信号存在频率偏差和相位抖动,因而解调出来的模拟I、Q基带信号是带有载波误差的信号。这样的模拟基带信号即使采用定时准确的时钟进行取样判决,得到的数字信号也不是原来发射端的调制信号,误差的积累将导致抽样判决后的误码率增大,因此数字QPSK解调电路要对载波误差进行补偿,减少非相干载波解调带来的影响。此外,ADC的取样时钟也不是从信号中提取的,当取样时钟与输入的数据不同步时,取样将不在最佳取样时刻进行所得到的取样值的统计信噪比就不是最高,误码率就高,因此,在电路中还需要恢复出一个与输入符号率同步的时钟,来校正固定取样带来的样点误差,并且准确的位定时信息可为数字解调后的信道纠错解码提供正确的时钟。校正办法是由定时恢复和载波恢复模块通过某种算法产生定时和载波误差,插值或抽取器在定时和载波误差信号的控制下,对A/D转换后的取样值进行抽取或插值滤波,得到信号在最佳取样点的值,不同芯片采用的算法不尽相同,例如可以采用据辅助法(DA)载波相位和定时相位联合估计的最大似然算法。

QPSK-特点

  特性分析四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息,是四进制移相键控。QPSK是在M=4时的调相技术,它规定了四种载波相位,分别为45°,135°,225°,315°,调制器输入的数据是二进制数字序列,为了能和四进制的载波相位配合起来,则需要把二进制数据变换为四进制数据,这就是说需要把二进制数字序列中每两个比特分成一组,共有四种组合,即00,01,10,11,其中每一组称为双比特码元。每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成,它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。QPSK中每次调制可传输2个信息比特,这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。解调器根据星座图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特。

  数字调制用“星座图”来描述,星座图中定义了一种调制技术的两个基本参数:(1)信号分布;(2)与调制数字比特之间的映射关系。星座图中规定了星座点与传输比特间的对应关系,这种关系称为“映射”,一种调制技术的特性可由信号分布和映射完全定义,即可由星座图来完全定义。

  首先将输入的串行二进制信息序列经串-并变换,变成m=log2M个并行数据流,每一路的数据率是R/m,R是串行输入码的数据率。I/Q信号发生器将每一个m比特的字节转换成一对(pn,qn)数字,分成两路速率减半的序列,电平发生器分别产生双极性二电平信号I(t)和Q(t),然后对coswct和sinwct进行调制,相加后即得到QPSK信号。

  QPSK是一种频谱利用率高、抗干扰性强的数调制方式, 它被广泛应用于各种通信系统中.适合卫星广播。例如,数字卫星电视DVB2S 标准中,信道噪声门限低至4. 5 dB,传输码率达到45Mbös,采用QPSK 调制方式,同时保证了信号传输的效率和误码性能。

QPSK-OQPSK

  oqpskOQPSK信号,它的频带利用率较高,理论值达1b/s/Hz。但当码组0011或0110时,产生180°的载波相位跳变。这种相位跳变引起包络起伏,当通过非线性部件后,使已经滤除的带外分量又被恢复出来,导致频谱扩展,增加对相邻波道的干扰。为了消除180°的相位跳变,在QPSK基础上提出了OQPSK。

  OQPSK是在QPSK基础上发展起来的一种恒包络数字调制技术。这里,所谓恒包络技术是指已调波的包络保持为恒定,它与多进制调制是从不同的两个角度来考虑调制技术的。恒包络技术所产生的已调波经过发送带限后,当通过非线性部件时,只产生很小的频谱扩展。这种形式的已调波具有两个主要特点,其一是包络恒定或起伏很小;其二是已调波频谱具有高频快速滚降特性,或者说已调波旁瓣很小,甚至几乎没有旁瓣。采用这种技术已实现了多种调制方式。

  一个已调波的频谱特性与其相位路径有着密切的关系,因此,为了控制已调波的频率特性,必须控制它的相位特性。恒包络调制技术的发展正是始终围绕着进一步改善已调波的相位路径这一中心进行的。

  OQPSK也称为偏移四相相移键控(offset-QPSK),是QPSK的改进型。它与QPSK有同样的相位关系,也是把输入码流分成两路,然后进行正交调制。不同点在于它将同相和正交两支路的码流在时间上错开了半个码元周期。由于两支路码元半周期的偏移,每次只有一路可能发生极性翻转,不会发生两支路码元极性同时翻转的现象。因此,OQPSK信号相位只能跳变0°、±90°,不会出现180°的相位跳变。

QPSK-应用

  qpsk 信号源QPSK数字电视调制器采用了先进的数字信号处理技术,完全符合DVB-S标准,接收端可直接用数字卫星接收机进行接收。它不但能取得较高的频谱利用率,具有很强的抗干扰性和较高的性能价格比,而且和模拟FM微波设备也能很好的兼容。

  QPSK数字电视调制器在对数据流的处理上采用能量扩散的随机化处理、RS编码、卷积交织、收缩卷积编码、调制前的基带成形处理等,保证了数据的传输性能。

  性能特点:

  1、进行原有的电视微波改造,可用30M带宽传送5至8套DVD效果的图像;

  2、用调频微波的价格达到MMDS的效果,实现全向发射;

  3、可进行数字加密,对图象绝无任何损伤。

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