基于DSP處理器的數(shù)字OQPSK調(diào)制器實現(xiàn)方案

　OQPSK調(diào)制技術(shù)是繼OPSK之后發(fā)展起來的一種恒包絡(luò)數(shù)字調(diào)制技術(shù)，由于具有較高的頻帶利用率和在頻帶受限的系統(tǒng)中抗干擾性能強，被廣泛地應(yīng)用于移動通信和衛(wèi)星通信領(lǐng)域。傳統(tǒng)的OQPSK調(diào)制器都是由硬件電路來完成，存在電路復(fù)雜、體積大和功耗高等缺點。隨著高速DSP處理器的應(yīng)用，本文提出了一種基于DSP處理器的數(shù)字OQPSK調(diào)制器實現(xiàn)方案，讓OQPSK調(diào)制器的大部分功能由DSP處理器執(zhí)行相應(yīng)的算法實現(xiàn)，此方案省去了大量的硬件電路，具有體積小、功耗低、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。
　　1 OQPSK調(diào)制原理簡介
　　QPSK調(diào)制由于同相支路I和正交支路Q的兩個比特ab可能同時發(fā)生變化，因而存在180°的相位突變，這在頻帶受限的系統(tǒng)中會引起信號包絡(luò)的很大起伏，造成鄰道干擾。OQPSK調(diào)制對此作了改進，它將Q支路的符號在時間上錯開Tb，這樣上下兩個支路的相鄰碼元不可能同時變化，使得相鄰碼元相位差最大縮小至90°，從而減小了信號包絡(luò)的起伏。OQPSK調(diào)制的原理如圖1所示。
　　
　　設(shè)輸入的數(shù)據(jù)為{Uk}，則OQPSK已調(diào)波可以表示成：
　　
　　式中g(shù)（t）為基帶脈沖波形，為消除碼間串擾且誤碼率最小，g（t）的波形應(yīng)要求是平方根升余弦函數(shù)。為了簡單起見，本文中設(shè)g（t）為矩形脈沖波形。
　　2 OQPSK調(diào)制器的硬件選擇
　　OQPSK調(diào)制器的硬件開發(fā)平臺采用的是合眾達的SEED-DEC5416嵌入式DSP開發(fā)板，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。處理器是16bit定點DSP芯片TMS320VC5416，OQPSK信號的16位各樣點數(shù)據(jù)送往轉(zhuǎn)換精度只有14位的D／A轉(zhuǎn)換控制器TLC32044，該控制器只對16位中的高14位數(shù)據(jù)進行D／A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的波形送示波器顯示。
　　
　　3 OQPSK調(diào)制的軟件設(shè)計
　　主程序中首先對TLC32044芯片初始化（過程請查閱相應(yīng)的PDF資料），然后調(diào)用執(zhí)行OQPSK調(diào)制子程序。下面介紹本文設(shè)計的在DSP處理器上實現(xiàn)OQPSK調(diào)制的方法。
　　3．1 基于DSP的OQPSK調(diào)制算法
　　設(shè)信息流為…bkakbk-1ak-1，并假定已經(jīng)保存在DSP的數(shù)據(jù)存儲空間中（實際應(yīng)用中可以使用單片機通過HPI接口向DSP寫入要發(fā)送的信息流），其中bkakbk-1ak-1可以看成是一個字（16位）的最低4位。將輸入的信息流串并轉(zhuǎn)換成雙比特碼元，可以對信息碼字每次右移動2位實現(xiàn)。Q支路延遲和I支路的對應(yīng)關(guān)系可以采用測試ak、bk-1和bk這三位碼元來完成，若測試位為O，則對正弦或余弦值取負以完成單／雙極性變換的功能。因此，可以畫出基于DSP的OQPSK調(diào)制算法流程，如圖3所示。圖3中已經(jīng)假設(shè)I支路一個碼元包含2個周期的余弦波，一個周期的余弦波采樣32個點，變量Count用于控制信息流的長度，OQPSK_Buf緩沖區(qū)用于保存調(diào)制完成的采樣點數(shù)據(jù)。