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EDGE中8PSK调制的软件实现

发布时间:2020-07-21 17:14:16 阅读: 来源:工业炉厂家

摘要:EDGE作为GSM增强数据速率演进系统,其关键技术之一是引入具有更高调制速率的8PSK调制。EDGE中8PSK调制不同于一般8PSK调制,它采用的脉冲成型滤波器是对GMSK进行Laurent分解获得的线性GMSK脉冲,且采用硬件电路实现。硬件实现Laurent分解及成型滤波存在电路成本高、灵活性差、精度低、结构复杂等缺点。针对EDGE中硬件实现8PSK的这些缺点,提出一种易于软件实现的数字信号处理算法。该算法利用正交调制实现方式与软件无线电技术,可在通用编程硬件平台上软件实现8PSK调制,具有可移植性、易实现性、成本低等优点,可用于GSM增强数据速率演进系统中。

本文引用地址:引言

在GSM(全球移动通信系统)蜂窝移动通信系统中,业务分语音业务与数据业务两类。在无线传输中,不论语音业务还是数据业务都采用了GMSK(高斯最小频移键控)的调制方式。GMSK调制具有恒包络和带外辐射小的优点,满足了语音业务和一些低速数据业务的需求,但是它无法适应不断发展的多媒体数据业务需求。EDGE(增强数据速率的GSM演进)是为了GSM向第三代移动通信系统过渡的通信标准,被称为2.75G[1]。它的主要目的是提高数据的传输速率,实现2G到3G的平稳演进。因此,EDGE采用了比GMSK调制更高数据速率的8PSK调制,在符号速率保持不变的前提下,采用8PSK调制技术所能达到的数据传输速率是GMSK的4倍,可以充分满足未来无线多媒体应用的数据业务需求[2]。

8PSK调制作为一种传统的调制方式,被蜂窝移动通信采用还是第一次。现有的8PSK调制实现方法分为模拟实现和数字实现,如调相法和相位选择法,一般都是硬件实现。这就造成灵活性差、成本高、调制精度不高、实现困难和结构复杂等问题,无法适应当前移动通信的要求。随着现代工艺和器件的发展、特别是软件无线电技术的发展,给8PSK调制的软件实现创造了条件。利用软件实现8PSK调制,体现了软件无线电的灵活性和开放性。对于EDGE系统,8PSK调制的软件实现只是修改和增加一些调制代码,很容易实现,也可减低成本。本文重点研究一种适合EDGE系统8PSK调制的软件实现方法。

8PSK调制原理

EDGE是一种有效地提高信道编码效率的高速移动数据标准,具有MCS-1~MCS-9等九调制编码方式,其中MCS-5~MCS-9采用了8PSK调制[3]。8PSK调制具有更高的数据速率和频带效率,图1给出了3GPP协议实现的流程图,其数据业务调制比特率为812.5kb/s,波特率为270.833kb/s[4]。di 为输入调制比特序列,x(t)为输出调制后的8PSK射频信号。di 进过符号映射输出复数sk,再进过符号旋转输出复数rk,然后进过线性GMSK脉冲滤波输出基带信号y(t),再进过上变频处理输出8PSK的射频调制信号x(t),其中下标i和k分别表示调制比特序号和调制波特序号。

8PSK调制比特是遵循Gray(格雷)码的格式,其映射规律如下:

其中l为符号映射参数,具体值如表1所示。

图2给出了8PSK映射后的星座图,其中I为sk的实部,Q为sk的虚部映射后的复数sk进行符号旋转后的信号为:

对rk调制比特执行线性脉冲成型滤波,该滤波器是线性GMSK脉冲,是GMSK调制脉冲的Laurent分解主瓣[5-6]。它的冲激响应为

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