EDGE中8PSK調制的軟件實現

　　I和Q為5個幅度矢量的和，c(i)為幅度參數，cos(k)、sin(k)相位參數。對于幅度參數c(o)是固定期間的脈沖，c(i)為其不同移位后的連續信號;cos(k)、sin(k)為相位，與輸入比特和旋轉相位共同確定，但對于特定波特周期，是固定值。c(o)存儲在一張數據表里，c(i)可以通過c(o)的移位獲得，cos(k)、sin(k)存在一張數據表，相位的取值為16個離散為π/8倍數。可利用查表的方式實現I和Q 。

　　查表算法

　　EDGE系統的8PSK實現可采用查表算法，具體實現如圖3所示。實現算法前，要建立兩張數據表，幅度參數表與相位參數表。根據I、Q的遞推關系式中的參數k、i及當前的波特確定查表的地址，通過計算輸出I、Q數據。

　　圖中實現步驟說明如下：

　　a)初始化包括預先的的幅度參數表和相位參數表;
　　b)順序3個調制比特決定了調制參數，利用k與i決定符號旋轉參數，他們共同決定相位參數映射地址;
　　c)k與i可以確定幅度參數的起始位置及移位參數，可以決定幅度參數的映射地址;
　　d)參數遞推算法實現兩個功能，一是波特周期的5周期的移位疊加的參數控制;二是整個波特數的移位，即加1;
　　e)I、Q數據根據其遞推關系式生產。

　　性能分析

　　無論用DSP還是用FPGA實現8PSK調制的查表算法，都要對參數進行量化。這是由于c(i)為連續信號，以及cos(k)、sin(k)的取值精度不同。量化是實現8PSK調制性能指標的關鍵^[7]。衡量信號調制的指標通常采用EVM(誤差矢量幅度)。EVM定義為誤差矢量平均功率與參考矢量平均功率比值的平方根。實際上，調制信號與參考信號在幅度、相位以及頻率上存在特定差異，這些差異在I/Q平面上表現為測量信號與參考信號星座點在幅度和相位上的差異。其中，相位、幅度差異是由發射機初始相位、頻率偏差、相位噪聲以及射頻通道增益變化造成的。因此去除頻偏和初始相位影響的測量信號與參考信號之間的誤差可以用I/Q平面上的誤差矢量來表示，如圖4所示。

　　圖4中，測量信號矢量與參考矢量之間的夾角即為相位誤差，它們之間的幅度差即為幅度誤差，它們之間的矢量差即為誤差矢量。EVM測量指標可以由下式計算產生：

　　其中，Mn為測量矢量，Rn為參考矢量，En 為誤差矢量。

　　正交基帶調制信號I和Q的量化處理包括幅度參數量化和相位參數量化。量化精度與量化位數有關。幅度的連續信號當用有符號數8位、12位或16位的有符號數表示，精度分別達到0.0078125、0.0004883和0.00003052;相位的正弦與余弦值用有符號數8位、12位或16位的有符號數表示，精度分別達到0.0078125、0.0004883和0.0003052。對于相位參數的量化精度不會隨著量化位的增加，而成比例增加。這與系統余弦表的精度有關。表2給出了8PSK調制在不同量化位下的EVM值。

　　從表中可得到，用16位幅度量化位和12位相位量化位，EVM可達0.02%，滿足現有通信矢量分析儀器的要求。

　　總結

　　本文分析了EDGE中8PSK實現原理，提出一種基于軟件無線電的實現方案。該方案在原EDGE系統中只需修改或增加一些軟件，沒有增加任何硬件和改變系統結構。因此，該方案具有高靈活性、易實現性、不增加成本等優點。在GSM的增強數據速率演進過程中，具很高的應用價值。

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