偏移四相移相键控

本页面主要介绍偏移四相移相键控的定义、性质和解调方式

定义

在无线数字调制系统中，发送端发出的信号一般要经过功率放大器之后送往信道。信号功率较高时，必须要考虑放大器的非线性失真。非线性失真一方面会使信号波形失真，导致解调输出的误比特率恶化，另一方面会影响发送信号的频谱，表现为频谱旁瓣提升，可能会对相邻信道的通信产生干扰。

不同的信号对非线性失真的敏感程度不同。一般来说，如果放大器输入信号的包络起伏越小，非线性的影响也越小。偏移四相移相键控 OQPSK (或称参差QPSK)是 QPSK 的一种变型，目的就是为了降低包络起伏。

设 QPSK 信号为：

\[s(t)=a_1(t)\cos2\pi f_\text{c}t-a_\text{Q}(t)\sin2\pi f_\text{c}t\]

其中 \(a_{\mathrm{l}}(t),a_{\mathrm{Q}}(t)\) 是分别是 I 路和 Q 路的双极性 PAM 信号。QPSK 信号的包络为

\[A(t)=\sqrt{a_1^2(t)+a_Q^2(t)}\]

对于信道带宽受限的情形，\(a_{\mathrm{I}}(t)\)、\(a_{\mathrm{Q}}(t)\) 通常采用根号升余弦滚降频谱成形，此时 QPSK 的包络如下图 (a) 所示。

包络随时间起伏，最小可以到 0，最大与最小的比值是无穷。

OQPSK 的目的是降低这种包络起伏。其方法是将 I 路和 Q 路信号在时间上错开 \(T_{\mathrm{b}}=T_{\mathrm{s}}/2\)，使 I 路和 Q 路的零点错开，如下图 (b) 所示。

OQPSK 的系统框图示和标准的 QPSK 相比差别只在 Q 路：发端需要将基带信号延迟 \(T_\mathrm{b}\)，收端的采样时刻也相应退后了 \(T_\mathrm{b}\) 时间。

性质

OQPSK 和 QPSK 一样，是两个载波正交的 2PSK 之和。 Q 路信号延迟了 \(T_\mathrm{b}\) 不改变功 率谱密度，也不改变误比特率，因此 OQPSK 的功率谱密度、误比特率都与 QPSK 相同。