本文探讨了PTCM(实用格状编码)结合8PSK(八相位移键控)调制技术,以及如何在FPGA(现场可编程门阵列)平台上实现这一技术以克服8PSK解调过程中的相位模糊问题。相位模糊是指在解调过程中,接收端接收到的信号相位与发送端的原始相位之间存在一定的偏差,这种偏差会导致信号解码错误。传统的解调方法无法解决所有类型的相位模糊问题,而本文提出了一种基于Altera公司的Viterbi IP核来设计克服7种相位偏转的功能电路。
PTCM是一种将编码和调制技术结合在一起的通信技术,它能够在不增加信号带宽的前提下提高信号的传输效率和鲁棒性。TCM技术通过将编码器和调制器整合在一起,可以得到比传统编码方式更大的欧氏距离,从而获得3dB至6dB的编码增益。本文主要关注的是8PSK调制,它是TCM技术中的一种,使用8种可能的相位状态来表示数据信号。
在8PSK调制解调过程中,由于多种原因,如信道噪声、设备误差等,可能发生相位偏转,这种相位偏转会降低通信系统的性能。8PSK解调存在7种相位模糊,分别是45度、90度、135度、180度、225度、270度和315度。以往的文献只能解决其中的部分相位模糊,而没有提供能克服所有相位偏转的电路实现方法。
本文提出了基于FPGA的PTCM+8PSK模块电路设计,具体介绍了如何设计相位模糊分辨编译码器、归一化速率监控电路、分支旋转和扇区值旋转电路,并且通过纠错性能测试验证了设计的有效性。仿真测试结果表明,在信噪比较低的情况下,所设计的PTCM+8PSK译码电路具有良好的纠错能力,能够克服所有的相位模糊。
关键电路组件的实现包括:
1. 相位模糊分辨编译码器:负责识别并纠正由于相位偏转导致的数据误差。
2. 归一化速率监控电路:负责监控数据传输速率,确保系统的稳定性。
3. 分支矩阵旋转电路:用于根据相位模糊的状态调整分支度量值,以正确解码信号。
4. 扇区值旋转电路:负责调整扇区值以确保正确的信号解调。
本文的研究在军用无线通信系统设计、军用无线组网设计、制解调、信道纠错编解码、无线通信中的信号处理等方面具有重要的应用价值。作者何军和郭勇分别从事军用无线通信系统整体设计和制解调、信道纠错编解码、无线通信中的信号处理等研究工作。
研究的意义在于提供了完整的解决方案来克服8PSK调制解调中的相位模糊问题,增强了无线通信系统的稳定性和可靠性,并且在硬件实现上具有一定的创新性和实用性。这项研究不仅在理论上具有创新,而且在实际工程应用中具有很大的应用前景。通过这篇文章,读者可以了解到如何使用FPGA技术和Viterbi算法来实现复杂的编码解码过程,并有效解决相位模糊问题。