藍(lán)牙射頻調(diào)變模式與測(cè)量

4.1 π／4-DQPSK和8DPSK的星座圖

針對(duì)2 Mb／s傳輸速率而定義的第一種EDR調(diào)變模式為π／4旋轉(zhuǎn)差分編碼四相移相鍵控(π／4-DQPSK)。將圖3左邊星狀圖看成是兩個(gè)彼此偏移45°的QPSK星狀圖的疊放，即相當(dāng)于A、B方式。每個(gè)符號(hào)時(shí)間的符號(hào)相位，是從兩個(gè)QPSK星狀圖中交替選擇而來，因此，后續(xù)符號(hào)的相位差是±π／4和±3π／4四個(gè)角度中的一個(gè)。星狀圖的4個(gè)資料點(diǎn)造就了每個(gè)符號(hào)攜帶二個(gè)位元的傳輸速率，即它的資料速率是GFSK調(diào)變模式的兩倍。

針對(duì)3 Mb／s傳輸而定義的第二種EDR調(diào)變模式為8相差分編碼移相鍵控(8DPSK)，它提高資料速率的關(guān)鍵在于為每個(gè)符號(hào)增加4個(gè)星狀圖資料點(diǎn)，全部8個(gè)星狀圖資料點(diǎn)可達(dá)到每個(gè)符號(hào)發(fā)射三個(gè)位元的傳輸速率，即資料速率是GFSK調(diào)變模式的三倍。如圖3右邊所示，A方式8DPSK。這種調(diào)變的優(yōu)點(diǎn)是能用非相干解調(diào)模式，缺點(diǎn)是星狀圖資料點(diǎn)間的距離較小對(duì)雜訊有較高的靈敏度。

4.2 頻帶利用率

頻譜效率ηB又稱頻帶利用率，用來衡量通信系統(tǒng)的有效性。它定義為單位帶寬傳輸頻道上每秒可傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)，單位是b／s／Hz。對(duì)于發(fā)送與接收系統(tǒng)的濾波器頻帶，取傳輸信道(含發(fā)送、接收濾波器)帶寬，即-20 dB帶寬。若傳輸信道的帶寬為B，數(shù)據(jù)傳輸率為R。則：

利用平方根升余弦(root-raised cosine)脈沖來提高頻帶利用率，是把升余弦濾波器分別放置在收發(fā)兩端，即將接收濾波器和發(fā)送濾波器設(shè)計(jì)(匹配)為平方根升余弦函數(shù)(升余弦函數(shù)的平方根)。若不考慮由信道引起的碼間串?dāng)_，兩個(gè)平方根升余弦函數(shù)相乘就得到升余弦形式的合成的系統(tǒng)傳輸函數(shù)(滾降系數(shù)α=0.5)。此時(shí)頻帶利用率：。

根據(jù)頻帶利用率的定義，將三種調(diào)變模式的ηB值計(jì)算在表1中。結(jié)果表明：采用多進(jìn)制數(shù)字調(diào)變模式，雖然提高了頻帶利用率，卻要犧牲信道帶寬和信噪比等。

5 藍(lán)牙信號(hào)實(shí)時(shí)頻譜測(cè)試

藍(lán)牙信號(hào)實(shí)質(zhì)上是一種數(shù)字射頻信號(hào)，其主要特征不僅表現(xiàn)為占用一定的頻帶，而且更重要的屬性是對(duì)頻率的時(shí)間控制(有時(shí)是微秒、有時(shí)是數(shù)秒、數(shù)分甚至更長(zhǎng))。由于傳統(tǒng)測(cè)試儀器無法描述信號(hào)頻率隨時(shí)間的變化特征，因此產(chǎn)生了能夠通過觸發(fā)、捕獲和分析來反映當(dāng)前信號(hào)這種本質(zhì)特征的第三代無線信號(hào)分析儀――實(shí)時(shí)頻譜分析儀。

5.1 實(shí)時(shí)頻譜儀

隨著數(shù)字射頻技術(shù)的發(fā)展，要求必須能捕獲并存儲(chǔ)一段時(shí)間的信號(hào)，并可反復(fù)回放，分析信號(hào)隨時(shí)間的變化。另外，隨著頻譜利用率不斷提高，干擾將來自更臨近的頻點(diǎn)，甚至同一頻率，這要求頻譜測(cè)試技術(shù)在發(fā)現(xiàn)和捕獲能力上實(shí)現(xiàn)本質(zhì)性的突破。實(shí)時(shí)頻譜儀的核心是基于快速傅里葉(FFT)的儀表，可以實(shí)時(shí)捕獲各種瞬態(tài)信號(hào)，同時(shí)在時(shí)域、頻域及調(diào)制域?qū)π盘?hào)進(jìn)行全面分析，滿足現(xiàn)代數(shù)字射頻信號(hào)測(cè)試的需求，圖4所示為簡(jiǎn)化的實(shí)時(shí)頻譜儀結(jié)構(gòu)圖。

使用實(shí)時(shí)頻譜儀實(shí)時(shí)采集無縫捕獲信號(hào)時(shí)，三個(gè)條件(樣點(diǎn)、幀和塊)描述了存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)層級(jí)。時(shí)域采集的信號(hào)通過FFT變換轉(zhuǎn)變到頻域，當(dāng)處理速度足夠快時(shí)就可以做到實(shí)時(shí)處理。數(shù)據(jù)層級(jí)的最低層是樣點(diǎn)，它代表著離散的時(shí)域數(shù)據(jù)點(diǎn)。幀由整數(shù)個(gè)連續(xù)樣點(diǎn)組成，是可以應(yīng)用快速傅里葉變換把時(shí)域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到頻域中的基本單位。在這一過程中，每個(gè)幀產(chǎn)生一個(gè)頻域頻譜。采集層級(jí)的最高層是塊，它由不同時(shí)間內(nèi)無縫捕獲的許多相鄰幀組成，如圖5所示。塊長(zhǎng)度(也稱為采集長(zhǎng)度)是一個(gè)連續(xù)采集表示的總時(shí)間。對(duì)塊內(nèi)部的所有幀，每個(gè)采集在時(shí)間上都是無縫的，但在塊之間不是無縫的。