通信原理第8章新型数字带通调制技术

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1、通信原理第八章新型数字带通调制技术(8.1-8.2)1第8章新型数字带通调制技术8.1正交振幅调制(QAM)8.2最小频移键控和高斯最小频移键控8.3正交频分复用主要内容28.1正交振幅调制(QAM)问题的提出：多进制相移键控（MPSK）的频带利用率高，功率利用率较高；随着M的增大，相邻相位的距离逐渐变小，噪声容限减小，可靠性降低；需要改善在M取值较大时的噪声容限。38.1正交振幅调制(QAM)解决方法：单独使用幅度或相位携带信息时，不能充分利用信号平面，上MASK的信号点只能分布在一个轴上，MPSK的信号点只能

2、分布在一个圆。振幅和相位联合调制（APK），以正交幅度调制（QAM）为主。48.1正交振幅调制(QAM)两个相互正交的振幅键控信号之和。信号表达式：正交幅度调制(QAM)的另一种理解XkYk58.1正交振幅调制(QAM)QAM调制解调系统组成：68.1正交振幅调制(QAM)矩形星座图M为2的偶数次幂十字形星座图M为2的奇数次幂QPSK与4QAM相同MQAM星座图78.1正交振幅调制(QAM)16QAM信号的产生方法正交调幅法：用两路独立的正交4ASK信号叠加，形成16QAM信号。I路Q路(1,1)(-1,1)(-

3、1,-1)(1,-1)(3,3)(3,1)(3,-1)(3,-3)(1,3)(1,-3)(-1,3)(-1,-3)(-3,1)(-3,-1)(-3,3)(-3,-3)Q路31-1-3I路-3-11388.1正交振幅调制(QAM)复合相移法：它用两路独立的QPSK信号叠加，形成16QAM信号。98.1正交振幅调制(QAM)16QAM信号和16PSK信号的性能比较：按最大振幅相等，画出这两种信号的星座图16QAMAd2Ad116PSK108.1正交振幅调制(QAM)设其最大振幅为A，则16PSK信号的相邻信号点的最小

4、距离为16QAM的相邻信号点最小欧式距离为d2超过d1约1.57dB。16QAMAd2Ad116PSK118.1正交振幅调制(QAM)这时是在最大功率（振幅）相等的条件下比较的，没有考虑这两种体制的平均功率差别。16PSK信号的平均功率（振幅）就等于其最大功率（振幅）。16QAM信号，在等概率出现条件下，可以计算出其最大功率和平均功率之比等于1.8倍，即2.55dB。在平均功率相等条件下，16QAM的相邻信号距离超过16PSK约4.12dB。128.1正交振幅调制(QAM)MQAM的频带利用率理想情况下MQAM与

5、MPSK最高频带利用率均为：基带传输系统为升余弦滚降时，频带利用率为：138.1正交振幅调制(QAM)实例：一种用于调制解调器的传输速率为9600b/s的16QAM方案，其载频为1650Hz，滤波器带宽为2400Hz，滚降系数为10％。(a)传输频带(b)16QAM星座1011100111101111101010001100110100010000010001100011001001010111A2400148.1正交振幅调制(QAM)16QAM方案的改进：QAM的星座形状并不是正方形最好，实际上以边界越接近圆形

6、越好。实例：15第6章新型数字带通调制技术8.1正交振幅调制(QAM)8.2最小频移键控和高斯最小频移键控8.3正交频分复用主要内容168.2最小频移键控和高斯最小频移键控OQPSK和/4QPSK虽然消除了QPSK信号中180°的相位突变，改善了包络的起伏，但并没有从根本上解决包络起伏问题。包络起伏是由相位的非连续变化引起的，很自然会想到使用相位连续变化的调制方式。本节讨论的最小频移键控（MSK）和高斯最小频移键控（GMSK）就是恒包络连续相位调制。调制指数：178.2最小频移键控和高斯最小频移键控定义：最小频

7、移键控（MSK）信号是一种包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号。波形图如下：188.2最小频移键控和高斯最小频移键控8.2.1正交2FSK信号的最小频率间隔假设2FSK信号码元的表示式为为了满足正交条件，要求198.2最小频移键控和高斯最小频移键控假设1+0>>1，上式左端第1和3项近似等于零，则它可以化简为208.2最小频移键控和高斯最小频移键控由于1和0是任意常数，故必须同时有当m=1时是最小频率间隔，最小频率间隔等于1/Ts。218.2最小频移键控和高斯最小频移键控对于相干解调，则

8、要求初始相位是确定的，在接收端是预知的，这时可以令1-0=0。对于相干解调，保证正交的2FSK信号的最小频率间隔等于1/(2Ts)。228.2最小频移键控和高斯最小频移键控MSK信号的时域表达式表示未调载波频率；Ts表示码元宽度；A表示已调信号振幅；ak表示第k个码元中的信息，其取值为表示直到时刻的累积相位值。8.2.2最小频移键控的原理238.2最小频移键控和高斯最