（2）正交调制法

图2是π/4-QPSK的产生原理框图。其中a、b都是单极性，两路脉冲信号通过极性变换，0对应1、1对应-1，变成双极性二电平信号I(t)和Q(t)后进入两个平衡调制器，同相支路和正交支路分别独立地进行调制，然后把两路信号加起来得到已调信号。

2 π/4-CQPSK调制与解调原理

为了在PSK的基础上进一步提高系统的抗干扰能力[6，7]，在卫星通信中引入π/4-CQPSK，它采用复扰码加扰和差分解调。

2.1 复扰码加扰原理

加扰过程如图3所示。

根据图3可知：

由式(3)可得加扰电路如图4所示。

由图5，解扰过程可以表示为：

其中I′(n)、Q′(n)分别代表解扰以后I、Q两路的信号，PNiL(n)、PNqL(n)分别代表接收端本地产生的扰码序列，Imr(n)、Qmr(n)分别代表I、Q两路的解扰器输入信号。由式(4)可得：

由式(5)、式(6)可以得到复扰码的解扰电路如图5所示。

2.2 差分解调

对于π/4-CQPSK，通常采用的解调方式是相干解调，但在复杂多变的卫星信道下，存在各种各样的多径衰落和噪声，相干解调的性能会大大降低。同时，相干解调搜索载波需要的时间较长，不适用于解调效率要求高的系统。

差分解调是非相干解调中的一种，在普通信道下误码率性能不如相干解调，但差分解调对于衰落型信道特别适用[8]，在衰落信道下它具有很好的抗衰落特性，其误码性能反而比相干解调好很多。差分解调能够快速地恢复载波数据，而且实现简单，为系统节约了很多不必要的开销。

3 仿真设计与结果分析

3.1 仿真场景设置

仿真参数如表1所示。在仿真中，由于针对地球同步轨道卫星，对于相对移动速度较小的地面终端，忽略多普勒频移的影响。

3.2 仿真结果与分析

这里主要对比不同调制方法对系统误码率（BER）的影响大小。因为卫星信号在传播过程中，在大气层以外的外层空间中，传输信道与高斯(AWGN)信道近似，而在大气层以内会受到很多干扰，所以选取卫星信道Lutz。本文分别在AWGN信道和Lutz信道下，对π/4-BPSK、π/4-QPSK和π/4-CQPSK进行对比，分析出这几种调制方式对系统误码率的影响，解调方式采用差分解调。

由图6，可以发现π/4-CQPSK在信号调制前加入复扰码进行加扰之后，解调端得到的解调信号误码率明显下降。在相同的误码率情况下，同π/4-QPSK相比，π/4-CQPSK的增益为3 dB左右。

由图7可以看出，在系统信噪比超过5.5 dB时，π/4-CQPSK的误码率已经比π/4-BPSK要小，而且频带利用率是其2倍。

图8是在卫星信道Lutz下对π/4-BPSK与π/4-CQPSK误码率进行比较，如图所示，两种调制方式的误码率都随着信噪比的增大而减小，π/4-CQPSK的减小趋势更为明显，在信噪比大于7 dB时，π/4-CQPSK误码率性能优于π/4-BPSK。

最后，在Lutz卫星信道下，对比π/4-QPSK与π/4-CQPSK的误码率性能。由图9可以看出，随着信噪比的增大，两种调制方式的系统误码率都呈下降趋势。信噪比较小时，它们的误码率相差不大，随着信噪比增大，π/4-QPSK误码率平稳下降，而π/4-CQPSK下降趋势明显。

4 结束语

本文以GEO卫星通信系统为基础，在高斯信道模型和卫星信道模型Lutz下对适用于卫星通信的调制解调方式做了仿真分析。分析表明，π/4-cqpsk以其独有的复扰码加扰技术可以减小系统误码率。

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