第三章 2 无线通信中的数字调制与解调(宽带无线常用数字调制方法)new

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1、目录1.引言2.BPSK3.2DPSK4.多进制数字调制5.QPSK6.4DQPSK7.BFSK8.MSK9.GMSK10.QAM2006-10-22/71引言ò调制，就是对信号源的编码信息进行处理，使其变为适合传输的形式的过程。V一般来说，就是把基带信号(信源)转变为一个相对基带频率非常高的带通信号。V通信系统中的调制有模拟调制和数字调制，模拟调制主要用于第一代移动通信系统，而数字调制技术用于现在和未来系统中。ò在现代通信中，随着大容量和远距离数字通信技术的发展，出现了一些新的问题，频谱资源日益紧张。V在无线通信的发

2、展过程中，为了提高系统的容量，信道间隔由原来的100KHz减小到25KHz，甚至更小，通信质量主要是信道的带宽限制和非线性对传输信号的影响。2006-10-23/71引言ò传统的数字调制方式，ASK、PSK和FSK因传输效率低而无法满足移动通信的要求，需要采用新的数字调制方式以减小信道对所传信号的影响，以便在有限的带宽资源条件下获得更高的传输速率。V这些技术的研究，主要是围绕充分节省频谱和高效率的利用频带展开的。多进制调制，是提高频谱利用率的有效方法。ò数字调制技术可以大致分为线性和非线性的。V线性调制技术带宽效率高，

3、所以非常适合用于有限频带内要求容纳越来越多用户的无线通信系统。2006-10-24/71引言ò无论我们研究出什么调制方式其目的都是一样的，即为了满足移动通信的数字调制和解调器技术的要求。对移动通信的数字调制和解调器技术有以下的要求：V在信道衰落条件下，误码率要尽可能低；V发射频谱窄，对相邻信道干扰；V高效率的解调，以降低移动台功耗，进一步缩小体积和成本；V能提供较高的传输速率；V易于集成。2006-10-25/71引言ò在移动通信环境中，移动台的移动使电波传播条件恶化，特别是快衰落的影响使接收场强急剧变化。V在选择调制

4、方式时，必须考虑采取抗干扰能力强的调制方式，能适用于快衰落信道，占有相对较小的带宽以提高频谱利用率，并且带外辐射要小以减小对邻近波道的干扰。ò在线性调制技术中，传输信号的幅度s(t)随调制数字信号m(t)的变化而线性变化，一般来说都不是恒包络。ò在许多实际的移动无线通信系统中都使用非线性调制方法，这时不管调制信号如何改变，载波幅度都是恒定的，即恒包络调制。2006-10-26/71引言ò一般来说，线性调制技术主要有V二进制相移键控BPSK；V二进制差分相移键控2DPSK；V四相相移键控QPSK；V差分四相相移键控4DP

5、SK；VOQPSK、π/4QPSK等；V正交幅度调制QAM等ò恒包络调制技术主要有V二进制频移键控BFSK；V最小频移键控MSK；V高斯最小频移键控GMSK；2006-10-27/71目录1.引言2.BPSK3.2DPSK4.多进制数字调制5.QPSK6.4DQPSK7.BFSK8.MSK9.GMSK10.QAM2006-10-28/71二进制相移键控(BPSK)ò在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制相移键控(BPSK或者2PSK)信号。V通常用已调信号载波的0º和180º分

6、别表示二进制数字基带信号的1和0。ò如果正弦载波的幅度为A，每比特能量E＝A2T/2，cbcb则二进制相移键控信号的时域表达式为2Ebcos(2πφft+≤)0tT≤(二进制的1)ccbTbst()=BPSK2Eb−+cos(2πφft)0≤tT≤(二进制的0)ccbTb2006-10-29/71二进制相移键控(BPSK)ò其中f为载波频率，φ是基带数字序列作用下两个不cc同的相位取值，通常为0或π。ò用g(t)表示脉冲波形，用m＝±1表示脉冲的正负，则k脉冲序列可表示为：∞mt()=−∑mkbg(tkT

7、)k=−∞其中T为脉冲持续时间，则传输信号可以表示为b2Ebstm()=+()tcos(2πftφ)BPSKccTb2006-10-210/71二进制相移键控(BPSK)òBPSK的波形如下图所示TsA0t-A1001òBPSK的调制和解调原理如下图所示2006-10-211/71二进制相移键控(BPSK)双极性非S(t)归零码SBPSK(t)码型变换乘法器cosωtc开关电路a0cosωtcS(t)BPSKπa180移相S(t)BPSK调制原理图2006-10-212/71二进制相移键控(BPSK)SBPSK(t)带

8、通acde低通抽样乘法器滤波器滤波器判决器输出bcosωct定时脉冲BPSK解调原理图òBPSK信号相干解调各点时间波形如下图所示2006-10-213/71二进制相移键控(BPSK)10110100abcde2006-10-214/71二进制相移键控(BPSK)ò当恢复的相干载波产生180º倒相时，解调出的数字基带信号将与发送的