MIMO雷达调制器的设计+源代码(3)
1.1.2 QPSK调制简介
随着各种仿真软件以及硬件平台的更新，DSP技术以及通信技术的发展得到了质的飞跃，通过计算机平台，利用软件来设计电路图以及实现硬件的仿真，最终在硬件平台上进行调试，这些都说明了这三者的发展得到了结合，相辅相成。通信领域中存在着数字通信和模拟的区别，然而随着时代的发展，加上本身数字通信相比于模拟通信的设备成本和功耗都会低上很多，数字通信所能传输的信息也更加丰富多彩，突破了传统模拟电路的局限，具备有更高的稳定性、以及抗干扰性。数字调制方式可以分为：最为基础的频移键控(FSK)，然后二者相加形成的二进制频移键控(BFSK)，两个BFSK信号相加得到四相相移键控(QPSK)信号；又比如正交幅度调制(QAM)、多电平正交调幅(mQAM)、GSM系统所使用的调制技术GMSK——高斯滤波最小频移键控等等，调制方式有很多种，具体使用哪种，还得看具体的需求。
QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的简称，可以将其翻译为四相相移键控，本质上来讲它属于一种数字调制方式。很早以前，人们最初使用的数字调制方式是恒定包络数字调试方式，如果把它和线性调制方式做一个比较就会发现，恒包络的数字调制方式对功率放大设备虽然没有线性的要求，但是它的频谱利用率是落后于线性调制方式的。随着技术的提高，四相移键控(QPSK)的调制方式逐渐出现在了人们的视野之中，并以其强抗干扰能力以及优秀的误码性能[5]，不同于恒包络的高频谱利用率迅速发展成为了主流，并被广泛的应用在各个领域之中。与此同时，随着国内外对QPSK调制器的重视，其又逐渐衍生出了多种调制方式如交错正交相移键控(0 - QPSK)、Π/4四相移相键控(Π/4 - QPSK)调制、Π/4差分四相移相键控(Π/4 - DQPSK)调制等等。在众多的调制方式中，由于QPSK抗干扰能力强、频带利用率高，因此它在很多领域里都得到了广泛的应用。
另外有一种新型的QPSK调制方式，其信号的产生方式与与常规的QPSK信号产生方式不同。首先，它利用运算放大器、D触发器、反相器和双极节型晶体管来产生两个ASK信号，再利用将其相加，即可得到一个BPSK信号，然后再把两个BPSK信号和带有不同相位的载波信号相加即可得到所要的QPSK信号。具体来说，为了生成QPSK，需要使用位分离器来分离两个数据位，这些经过分离的信号然后会经过两个平衡调制器（以平衡调制器1和2来称呼），两个调制器使用相同的载波频率；唯一不同的是它们的相位，一般存在着90°的相位差。平衡调制器的目的是将输入点和载波频率相乘来形成一个BPSK信号，这样生成的两个BPSK信号然后被相加形成QPSK信号。这样得到的QPSK信号的方式具有成本低廉且容易实现的优点，但对于该方法的调制器的效率与常规的QPSK信号产生而言还有待比较。[8]
1.1.3 QPSK调制原理
关于QPSK调制的原理大部分文献都会给出星座图这一概念，用来描述QPSK的调制，
从给出的星座图里可以解读出QPSK调制的两个基本参数——信号分布以及与调制数字比特之间的比特关系，从星座图来看，也可以看出，QPSK调制信号实际上可以等效为两个相互正交的BPSK信号相乘而来。另一方面，作为PSK调制方式的延续，其调制的相位数目不仅限于两个（表示为MPSK，QPSK里M取值为4），其载波应该能够承受任意数目的相位信息，如果对接收信号乘以同频信号正弦波就可以解调出一个与频率无关的直流电平信号，而之所以我们称之为四相移键控，是因为其利用的是载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，它规定了四种载波相位——45°、135°、225°、315°，也可以选择0°、90°、180°、270°来表示。因为是四个相位来代表信息，因此输入的数据以二进制数字序列双比特码元 00、01、10、11来表示，它们刚好分别代表了4个相位信息。QPSK每次调制传输的就是这四组双比特码元，这些信息会被转化为相位信息来进行传递，而解调器根据所接收到的相位信息以及星座图来判断发送的比特信息。