O 引言

　　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(qiáng),，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(jìn)，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?dāng)_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(dá)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(jìn)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(jī)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(fù)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),。

　　3.2 正弦和余弦數(shù)據(jù)的獲取

　　上述算法中需要正弦或余弦各點的采樣值，幅度為1的正弦各點采樣值大多都是小數(shù),，而16位定點DSP芯片的操作數(shù)是整數(shù),，為此要設(shè)定小數(shù)點在16位二進(jìn)制數(shù)中的位置，考慮到調(diào)制后波形的最大值是

　　,，因此對正弦或余弦的數(shù)值采用Q14表示法才能滿足調(diào)制后數(shù)據(jù)的范圍,。顯然，在匯編程序中按“.word x”形式直接輸入正弦和余弦的各點采樣值(Q14)比較繁瑣,，可以用下面的一段C語言程序生成正弦采樣點數(shù)據(jù)文件(程序中已將正弦載波的頻率歸一化),，然后在TC2.0軟件的當(dāng)前路徑下將生成的包含文件sindata.inc移動到由軟件cos2.O建立的工程文件夾內(nèi)，用匯編偽指令.include將該文件包含進(jìn)來即可省去繁瑣的數(shù)據(jù)輸入,。用類似的程序也可生成需要的余弦數(shù)據(jù)文件,。

　　4 實驗結(jié)果

　　首先，在軟件開發(fā)環(huán)境ccs2.0(c5000)下進(jìn)行OQPSK調(diào)制波形的仿真驗證,。將匯編語言源程序和命令連接文件一起編譯,、鏈接并裝載運行，接著執(zhí)行菜單命令View|Graph|Time Frenquency,，打開Graph Property Dialog對話框,，在該對話框中輸入標(biāo)題名“OQPSK調(diào)制信號波形”、變量0QPSK_Buf的起始地址0x0124(命令連接文件中將.bss段定位到DARAM的org=0060h上),，并選擇數(shù)據(jù)的長度為512,、數(shù)據(jù)類型為16-bit signed integer及Qvalue的值為14，然后點擊該ok按鈕即可將OQPSK_Buf緩沖區(qū)的已調(diào)信號的采樣值生成已調(diào)信號波形,，如圖4所示,。為了驗證OQPSK調(diào)制算法及產(chǎn)生的波形的正確性，圖5又給出了相同的16位的數(shù)據(jù)流,，在matlab環(huán)境下仿真出的OQPSK已調(diào)信號波形,。兩圖的波形完全一致，且波形的最大幅度都為

　　,。

　　其次,，在SEED-DEC5416硬件平臺上對輸出的調(diào)制波形進(jìn)行驗證。在附錄中源程序的開始部分增加對TLC32044芯片初始化代碼，然后再改用一個死循環(huán)重復(fù)將OQPSK_Buf緩沖區(qū)保存的已調(diào)信號數(shù)值依次送往該芯片,，在示波器上就可觀察到與圖4近似完全相同的調(diào)制波形,。另外，調(diào)制速率的大小可以通過從OQPSK_Buf緩沖區(qū)取數(shù)送D/A轉(zhuǎn)換器后執(zhí)行一段延時程序來控制,。

　　5 結(jié)束語

　　本文在DSP處理器上設(shè)計實現(xiàn)的數(shù)字OQPSK調(diào)制器,，省去了傳統(tǒng)調(diào)制器的大量的硬件電路，具有功耗低,、抗干擾能力強(qiáng)和軟件可升級等優(yōu)點,。