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为什么 DQPSK 需要预编码器，它有什么作用？

信息处理调制解调信道编码 qpsk

2022-01-28 07:40:50

我已经使用我在这里收到的精彩答案为 DQPSK 实现了一个软解码器：

为了让软解码器正常工作，我需要对我发送的数据进行预编码。我实现了本文中提到的预编码器：

$I_k=\overline{u_k \oplus v_k}*(u_k \oplus I_{k-1})+(u_k \oplus v_k)*(v_k \oplus Q_{k-1})$ $Q_k=\overline{u_k \oplus v_k}*(v_k \oplus Q_{k-1})+(u_k \oplus v_k)*(u_k \oplus I_{k-1})$

我想知道为什么这个预编码器是必要的——XOR 的复杂表达式实际上完成了什么？

这是一个表格，显示了等式产生的结果。如果“to_encode”为 00，则 to_send 符号与前一个（“prev”）符号相同。如果“to_encode”为11，则to_send符号就是前一个符号xor 11。在其他情况下是什么意思？

to_encode prev 发送
[ 0 0 ] [ 0 0 ] [ 0 0 ]
[ 0 1 ] [ 0 0 ] [ 1 0 ]
[ 1 0 ] [ 0 0 ] [ 0 1 ]
[ 1 1 ] [ 0 0 ] [ 1 1 ]
[ 0 0 ] [ 0 1 ] [ 0 1 ]
[ 0 1 ] [ 0 1 ] [ 0 0 ]
[ 1 0 ] [ 0 1 ] [ 1 1 ]
[ 1 1 ] [ 0 1 ] [ 1 0 ]
[ 0 0 ] [ 1 0 ] [ 1 0 ]
[ 0 1 ] [ 1 0 ] [ 1 1 ]
[ 1 0 ] [ 1 0 ] [ 0 0 ]
[ 1 1 ] [ 1 0 ] [ 0 1 ]
[ 0 0 ] [ 1 1 ] [ 1 1 ]
[ 0 1 ] [ 1 1 ] [ 0 1 ]
[ 1 0 ] [ 1 1 ] [ 1 0 ]
[ 1 1 ] [ 1 1 ] [ 0 0 ]

2个回答

将双位视为整数的格雷码表示 $0,1,2,3$ ，进一步来说，

[0, 0] \leftrightarrow 0, [0, 1] \leftrightarrow 1, [1, 1] \leftrightarrow 2, [1, 0] \leftrightarrow 3.

$[0, 0] \leftrightarrow 0, ~~ [0, 1] \leftrightarrow 1, ~~ [1, 1] \leftrightarrow 2, ~~ [1, 0] \leftrightarrow 3.$

那么，预编码方案只不过是 QPSK 的 差分编码

to send = prev - to_encode模数 $4$ .

例如[ 1 0 ] [ 0 1 ] [ 1 1 ]，问题中的行说要编码 $3 =$ [1 0] 当前一个符号是 $1 =$ [0 1]，我们发送 $1-3 = -2 \equiv 2 \bmod 4$ 其中。如上一个问题的答案和评论中所述， $2 =$ [1 1]

QPSK 的差分编码不同于分别对 I 和 Q 比特流进行差分（二进制）编码。

所以预编码方案只是 QPSK 的差分编码。至于为什么它包含在系统中，必须是信道特性和系统要求使得信号的相干检测被认为是不可行的，因此正在实施的接收器是用于 DQPSK（差分编码 QPSK）的差分相干检测器）。请注意，相干检测要求接收器锁相环在频率和相位（包括四倍相位模糊度的分辨率）上捕获（和跟踪）输入载波，而对于差分相干检测，频率捕获和跟踪就足够了，因此接收器更简单且更稳健，当然对于给定的 SNR，差分相干接收器的 BER 高于相干接收器的 BER。

差分编码器到格雷映射是为了去除90度相位变化，例如接收到的星座旋转90度。接收器不回复 QAM 星座的绝对相位，而是使用连续符号之间的转换来解调数据。

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