双软扩频与π／4DPSK复合调制系统建模仿真

摘要：为了有效提高系统的抗干扰能力，在已有软扩频的基础上，提出了一种新的双软扩频与π／4DPSK复合调制系统，即发送端数据经过串并转换后，选取两组正交码扩频并与π／4DPSK调制信号复合后调制载波，接收端下变频后使用比特软值解调恢复出发送数据。并进行了系统建模和在AWGN和多径信道下的误码率性能仿真。结果表明，新系统在BER=10-5时比传统的硬判决解调算法性能提高约3 dB，具有较好的抗干扰与抗多径能力。
关键词：软扩频；卷积编码；差分解调；比特软值；多径

软扩频又称多进制正交扩频，是一种高效的扩频调制方式，它是从直接序列扩频技术衍生而来的一种新型基带扩频技术，与传统的直接序列扩频技术相比，它在相同的信息速率和系统带宽条件下具有更高的扩频增益，能够有效解决传输带宽和处理增益之间的矛盾。π／4DESK是一种比较适合衰落信道传输的调制方式，在移动通信中得到了广泛使用，其解调不需要相干载波，因而不存在相位模糊等问题。文献对双软扩频系统进行了性能分析，但I、Q两路采用同一组扩频码集合，增加了后续解调工作的复杂度，同时受限于硬判决方式，系统性能有进一步提升的空间。文献和文献给出了双软扩频系统的软信息提取算法，并进行了FPGA实现，由于仅使用了软扩频，与复合系统相比，解调端需要更多的相关器，复杂度较高。文献提出了DNOrth-MDPSK的差分解调算法，从理论上进行了分析，但所提算法较复杂，不方便工程实现。
针对这一情况，笔者提出了一种新的双软扩频与π／4DPSK复合调制系统，即将2路软扩频信号与1路π／4DPSK差分相位调制信号进行复合后分别经I路和Q路同时进行传输，在接收端使用比特软值进行解调，对所提系统使用Matlab／Simulink进行了建模，并对所建模型在AWGN与多径信道下进行了误码率性能仿真。

1 双软扩频与π／DPSK调制结构
双软扩频与π／4DPsK调制结构如图1所示，数据经串并转换分为3路，2路1bM bit数据进行软扩频，分别从2个维的正交扩频码集合WI和WO中各选择一个正交序列，1路2 bit数据进行π／4DPSK调制。

设在第n个符号周期内两支路发送的扩频码序列分别为，第n个符号与第n-1个符号的相位差为△θ，则发送信号的等效低通表达式为：

式中：TS为符号周期；(n-1)Ts≤t≤nTs。相位差△θ根据π／4DPSK调制，由表1决定。

对基带信号上变频，载波exp(jωct)，则发射信号表达式为：