SOQPSK 信號仿真設計

董英英 王啟峰

（1、武漢軟件工程職業(yè)學院，湖北 武漢 430205 2、武漢東湖學院，湖北 武漢 430212）

SOQPSK 信號是一種頻譜效率很高的信號，信號典型的特征是相位連續(xù)，信號具有記憶特征，具有恒定的包絡，由于具有這些優(yōu)勢[1]，SOQPSK 信號適用于深空通信[2][3]。目前針對該信號的研究是通信信號處理領域的一個熱點，該信號用于深空通信，具有非常具有研究前景，現在國內外專家學者已經針對該信好進行了部分研究，譬如針對信號的碼元同步研究，頻率同步研究，以及該類型信號的相關解調算法，但是在在我國國內進行的相關研究較少[4][5]，本文對SOQPSK 信號進行仿真，展示該信號的特性[6][7]，有利于對該信號應用進一步研究。

1 信號模型

對該信號進行采樣得到的數據是實數數據，而實數數據是非解析信號，不方便數據的分析[8][9]，所以我們采用信號的解析模型即復數信號模型。

SOQPSK 解析信號的模型可以表示為[10]

2 仿真程序設計

2.1 系統(tǒng)界面設計

對該信好的仿真系統(tǒng)，主要是展現信號的特點和優(yōu)勢，因此該信號的仿真系統(tǒng)框架對實現工具沒有具體要求，這里采用matlab 的GUi 進行編程來實現。

對仿真系統(tǒng)的架構和界面進行了設計如圖1 所示。

圖1 仿真系統(tǒng)的界面

界面主要有兩部分組成，一部分是參數設置區(qū)，一部分是性能特征顯示區(qū)，參數主要有采樣點數，采樣是從采樣數據流中截取的一段，這個通常設置為2 的整數次冪，傅立葉點數主要是進行傅立葉變換后的點數，采樣頻率和碼速率是一個相對值，即一個碼元持續(xù)期間采樣的點數。信噪比主要是模擬信號的噪聲環(huán)境。仿真執(zhí)行和仿真停止是兩個功能按鈕。另一部分是右側的圖形顯示區(qū)，主要是顯示信號的相位軌跡和頻譜。

針對該信號的仿真系統(tǒng)的界面構成，后期還可以進行添加修改，因為這個跟仿真所需要的信號參數直接相關，當算法較多或者復雜的時候就需要更為復雜的界面來進行支撐，包括碼元同步、頻率同步等內容，在算法實現中可以添加。

2.2 碼元同步算法

這里得到的是估計值，推導的時候為了簡化推導忽略了噪聲，加入噪聲以后估計值與真實值之間有個波動，而這個波動與噪聲大小有關。

3 仿真實現

對于信號的仿真，主要是在設定參數的情況下進行，如圖2所示是對1024 個點的采樣數據進行處理，每個碼元采樣4 個點，在信噪比25 的dB 的時候進行仿真如圖2 所示，從圖中可以看出信號的相位連續(xù)的特性，以及信號的頻譜特性，可以通過對圖形進行放大，能夠更清晰的看出信號相位的連續(xù)性。

圖2 程序運行圖

在仿真持續(xù)期間，信號的軌跡與傅立葉變換的頻譜是碼元同步以后的信號，信號的相位軌跡和頻譜顯示是動態(tài)顯示的，也就是說是每次采樣1024 個點進行變換處理，每次的數據不相同，均是從數據流中截取1024 個點進行。這其中信號的相位軌跡變化模型如公式（2）所示，SOQPSK 信號是一類信號，這里只做了一種典型信號。

結束語

針對該信號的研究是一項復雜的工作，前期針對該信號的研究主要是掌握該信號的屬性和特征，在同步算法中加以利用，從而能找到一種便于工程實現的信號接收方案，通過對SOQPSK 連續(xù)相位信號的模擬仿真計算，信號相位連續(xù)性這一特點得到充分展示，頻譜效率高主要體現在頻譜窄，能量集中，提高了對該信號的認知，為后繼研究打下了良好的基礎。