HPSK调制技术的研究与改进

论文摘要

随着通信技术、移动通信的发展,调制技术也在不断的更新发展,先后出现了各种新的调制技术,由传统的ASK, FSK, PSK, DPSK, QPSK到后来的π/4QPSK, DQPSK, QAM, OQPSK等。最新提出的HPSK调制技术在已有的调制技术的基础上,具备已有调制技术的各种优点,又克服了其缺点。HPSK调制技术既能减少信号π相位跳变,降低信号峰均比,又可以传输多路信号。它采用walsh码作为信道地址码,将多路信号扩频,采用复扰码原理减少π相位跳变,最后采用QPSK方法将复扰码信号进行调制。这种方法广泛应用于CDMA2000的反向链路。QPSK具有抗干扰能力强,误码率低,频谱利用率高等特点,而OQPSK彻底消除了信号的π跳变,信号包络起伏小,功率谱密度旁瓣小等特点。本文中对这两种信号调制方案进行了仿真对比。OQPSK虽然消除了信号的π跳变,但是其只能传输一路信号,HPSK采用walsh码作为信道地址码,解决了这个问题,并采用复扰码技术降低了π相位跳变发生概率,本文的第二章着重分析了这种降低π相位跳变发生概率的方法。在此基础上,本文还引入了平滑滤波的概念,其目的是为了进一步优化性能,提高频谱利用率。平滑滤波分为时域滤波和频域滤波,其对应的方法分别是平滑函数法和滤波法。平滑函数法采用数学上的取平均值的办法,将信号跳变较为厉害的地方取均值,以减缓这种跳变；滤波法采用的数字滤波的原理,去除信号的高频部分。本文对这两种方法进行了仿真,并从时域波形、功率谱密度、误码率三方面进行了对比,得出平滑函数法优于滤波法的结论,并对HPSK调制技术引入了平滑函数法滤波。此外,本文对复扰码做了一些研究,分析了walsh码原理,介绍了类正交矩阵的概念,并将其引入到HPSK调制技术中去。还对PN序列做了介绍,并针对HPSK中的PN序列,提出了一个PN序列的改进方案,在原有HPSK复扰码的基础上,进一步降低0相位跳变和π相位跳变,使得信号的峰均比进一步的降低,改进后的HPSK调制技术的性能更加优越。最后,本文对FPGA进行了一些介绍,对quartus的使用方法进行了介绍,并且基于FPGA系统对简单的HPSK调制技术进行了硬件的实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景
• 1.1.1 调制技术的背景
• 1.1.2 3G技术的发展
• 1.1.3 HPSK调制技术的研究背景
• 1.2 课题的意义及主要工作
• 第2章 调制技术
• 2.1 相位调制技术
• 2.1.1 相位调制PSK,DPSK调制技术介绍
• 2.1.2 相位调制PSK,DPSK调制技术的分析
• 2.1.3 QPSK,OQPSK调制技术的简介
• 2.1.4 QPSK,OQPSK调制技术的分析
• 2.2 HPSK调制技术
• 2.2.1 HPSK调制技术的简介
• 2.2.2 HPSK调制技术的分析
• 2.2.3 HPSK调制的仿真
• 2.3 本章小结
• 第3章 平滑滤波
• 3.1 平滑滤波的概论
• 3.2 平滑滤波的基本原理
• 3.2.1 滤波法原理
• 3.2.2 平滑函数法原理
• 3.3 QPSK调试技术的平滑滤波的仿真
• 3.3.1 基于滤波法原理的QPSK的平滑滤波
• 3.3.2 基于平滑函数法原理的QPSK的平滑滤波
• 3.3.3 滤波法与平滑函数法的比较
• 3.4 HPSK调试技术的平滑滤波的仿真
• 3.5 本章小结
• 第4章 HPSK的编码技术的改进
• 4.1 编码理论的发展
• 4.2 正交码矩阵的分析
• 4.2.1 walsh码的介绍
• 4.2.2 walsh码作为信道地址码的分析
• 4.3 类正交矩阵及其分析
• 4.3.1 类正交矩阵的定义及产生方法
• 4.3.2 基于类正交矩阵的HPSK调制技术
• 4.4 PN序列的介绍及其分析
• 4.4.1 PN序列的介绍
• 4.4.2 PN序列在HPSK调制系统中的应用及创新
• 4.5 本章小结
• 第5章 HPSK系统的硬件实现
• 5.1 硬件环境简介
• 5.1.1 FPGA的简介
• 5.1.2 Quantus开发环境及其介绍
• 5.2 HPSK调制技术的实现
• 5.2.1 系统硬件介绍
• 5.2.2 调制方案的实现
• 5.2.3 系统方案的实现
• 5.3 HPSK系统的解调
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 论文的后续工作
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文及研究成果
• 致谢