劉振宇 盧 剛 程 恩

     來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：闡述利用一種新的π/4-dqpsk調(diào)制快速位定時捕獲算法進(jìn)行低速率數(shù)字移動突發(fā)通信，并利用tmsc54xdsp芯片實現(xiàn)該算法的關(guān)鍵技術(shù)。實驗表明，較之常規(guī)算法，該算法能夠更加有效地克服多普勒頻并快速實現(xiàn)位定時捕獲。

     關(guān)鍵詞：π/4-dqpsk調(diào)制

     位定時 數(shù)字信號處理器

     π/4-dqpsk（π/4

     shift differentially encoded quadrature phase shift keying）是在1862年由貝爾實驗室p.a.baker首先提出垢。作為一種線性窄帶數(shù)字調(diào)制技術(shù)，同gmsk和tfm等恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)相比，π/4-dqpsk調(diào)制技術(shù)具有更高的頻譜利用率和抗衰落、抗多徑效應(yīng)和遮蔽效應(yīng)等優(yōu)點。在近年來陸地移動通信與數(shù)字衛(wèi)星移動通信、dab等系統(tǒng)中受到廣泛的重視與研究。美國qualcomm公司推出的第一個衫cdma系統(tǒng)（q-cdma系統(tǒng)）就將其作為調(diào)制方式。

     但是，在移動通信中，由于電臺載體的快速運動，接受信號中存在較大的多普勒頻移，這給接收檢測時位同步帶來了一定困難。因此如何準(zhǔn)確、快速進(jìn)行信號能量檢測、多普勒頻稱校正和位定時信號的捕獲與跟蹤成為正確檢測信號的關(guān)鍵所在。

     近年來對如何克服多普勒頻移、位定時的捕獲和跟蹤提出了很多算法。文獻(xiàn)[3]提出的mpsk差分檢測算法較具代表性：先利用突發(fā)幀報頭的cr（carrier

     recovery）信號獲取載波誤差，然后再從報頭btr（bit timing

     recovery）信號來獲取位定時信息[3]。但是mpsk算法并未很好地解決多普勒頻移的初始捕獲問題，而且不適合π/4-dqpsk調(diào)制方式。文獻(xiàn)[4]中的位定時算法跟蹤特性好，并且較易實現(xiàn)，然而在頻差存在的情況下，校正后容易存在殘余頻差，受其影響較大。為此本文選用文獻(xiàn)[6]提出的算法，該算法在跟蹤過程中與頻差無關(guān)，并可以在較短周期內(nèi)實現(xiàn)多普勒頻移和位定時的聯(lián)合捕獲。

     隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，dsp對數(shù)字信號的處理運算精度和速度也越來越高，特別適用于通信等實時運算要求較高的領(lǐng)域，本文采用ti公司出品的tms320c542數(shù)字信號算是器實現(xiàn)快速位定時捕獲算法。tms320c542是美國ti公司生產(chǎn)的tms320系列第五代數(shù)字信號處理芯片，運算速度達(dá)100mips，采用六級流水線形式，并具有大批適合數(shù)字信號處理運算的指令，性能價格比高，目前國內(nèi)已廣泛應(yīng)用。本文在tms320c542芯片上實現(xiàn)了π/4-dqpsk調(diào)制信號的快速位同步算法，實驗結(jié)果表明，利用dsp芯片實現(xiàn)的該算法能夠有效地實現(xiàn)多普勒頻移和位定時信號的快速捕獲，個有廣泛的應(yīng)用價值。

     1 π/4-dqpsk調(diào)制的基本原理

     π/4-dqpsk調(diào)制原理框圖和信號星座圖分別如圖1和圖2所示�？梢钥闯觯害�/4-dqpsk的最大相移為3π/4;帶限的π/4-dqpsk的包絡(luò)波動較小；非線性信道頻譜擴(kuò)散不嚴(yán)重；當(dāng)有多徑衰落存在時，它的工作敏感性小，有利于信號傳輸[4]。

     假設(shè)載波初相位為0，輸出序列為：

     其中：g(t)為頻譜，是平方根升余弦基帶脈沖；ω為載波角頻率；ts為碼元寬度；θ(t)為調(diào)制相位。θ（t）=θ（t-ts）+δθ(t),當(dāng)kts≤t≤(k+1)ts時，（xk,yk）與δθ（t）關(guān)系如表1所示。

     考慮多普勒頻移情況，令多普勒頻移為δω；包絡(luò)信號為a（t）=;則依據(jù)原理框圖可得受多普勒效應(yīng)影響的已調(diào)基帶信號實部與虛部分別為：

     sri(t)=a(t)cos[δωt+θ(t)-φ]

     srq(t)=a(t)sin[δωt+θ(t)-φ]