SOQPSK 信号仿真设计

董英英 王启峰

（1、武汉软件工程职业学院，湖北 武汉 430205 2、武汉东湖学院，湖北 武汉 430212）

SOQPSK 信号是一种频谱效率很高的信号，信号典型的特征是相位连续，信号具有记忆特征，具有恒定的包络，由于具有这些优势[1]，SOQPSK 信号适用于深空通信[2][3]。目前针对该信号的研究是通信信号处理领域的一个热点，该信号用于深空通信，具有非常具有研究前景，现在国内外专家学者已经针对该信好进行了部分研究，譬如针对信号的码元同步研究，频率同步研究，以及该类型信号的相关解调算法，但是在在我国国内进行的相关研究较少[4][5]，本文对SOQPSK 信号进行仿真，展示该信号的特性[6][7]，有利于对该信号应用进一步研究。

1 信号模型

对该信号进行采样得到的数据是实数数据，而实数数据是非解析信号，不方便数据的分析[8][9]，所以我们采用信号的解析模型即复数信号模型。

SOQPSK 解析信号的模型可以表示为[10]

2 仿真程序设计

2.1 系统界面设计

对该信好的仿真系统，主要是展现信号的特点和优势，因此该信号的仿真系统框架对实现工具没有具体要求，这里采用matlab 的GUi 进行编程来实现。

对仿真系统的架构和界面进行了设计如图1 所示。

图1 仿真系统的界面

界面主要有两部分组成，一部分是参数设置区，一部分是性能特征显示区，参数主要有采样点数，采样是从采样数据流中截取的一段，这个通常设置为2 的整数次幂，傅立叶点数主要是进行傅立叶变换后的点数，采样频率和码速率是一个相对值，即一个码元持续期间采样的点数。信噪比主要是模拟信号的噪声环境。仿真执行和仿真停止是两个功能按钮。另一部分是右侧的图形显示区，主要是显示信号的相位轨迹和频谱。

针对该信号的仿真系统的界面构成，后期还可以进行添加修改，因为这个跟仿真所需要的信号参数直接相关，当算法较多或者复杂的时候就需要更为复杂的界面来进行支撑，包括码元同步、频率同步等内容，在算法实现中可以添加。

2.2 码元同步算法

这里得到的是估计值，推导的时候为了简化推导忽略了噪声，加入噪声以后估计值与真实值之间有个波动，而这个波动与噪声大小有关。

3 仿真实现

对于信号的仿真，主要是在设定参数的情况下进行，如图2所示是对1024 个点的采样数据进行处理，每个码元采样4 个点，在信噪比25 的dB 的时候进行仿真如图2 所示，从图中可以看出信号的相位连续的特性，以及信号的频谱特性，可以通过对图形进行放大，能够更清晰的看出信号相位的连续性。

图2 程序运行图

在仿真持续期间，信号的轨迹与傅立叶变换的频谱是码元同步以后的信号，信号的相位轨迹和频谱显示是动态显示的，也就是说是每次采样1024 个点进行变换处理，每次的数据不相同，均是从数据流中截取1024 个点进行。这其中信号的相位轨迹变化模型如公式（2）所示，SOQPSK 信号是一类信号，这里只做了一种典型信号。

结束语

针对该信号的研究是一项复杂的工作，前期针对该信号的研究主要是掌握该信号的属性和特征，在同步算法中加以利用，从而能找到一种便于工程实现的信号接收方案，通过对SOQPSK 连续相位信号的模拟仿真计算，信号相位连续性这一特点得到充分展示，频谱效率高主要体现在频谱窄，能量集中，提高了对该信号的认知，为后继研究打下了良好的基础。