通信原理第16讲数字带通传输系统

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1、5.3数字调制新技术5.3.1正交振幅调制（QAM）振幅与相位相结合的调制方式，两个正交载波幅相键控称为正交振幅调制QAM（QuadratrueAmplitudeModulation）1.信号表达式及矢量图其中～MQAM信号中的最小幅度（ai,bi）是MQAM信号矢量端点在信号空间的坐标对于16QAM*矢量图（图中点表示信号的空间位置，它们对应着（ai,bi），每个点表示4位数字信息，它们均为格雷码，如图中点1010，对应的自然码为1100。*格雷码pi与自然码qi的变换关系码格式QAM信号的另一种表达式为式中2.调制原理3.星

2、座与误码率正方形星座的MQAM信号最小距离MPSK星座图信号点之间的最小距离平均发射信号功率MQAM系统误码率{pk}cosωct2/L电平变换串/并变换2/L电平变换AiBi-π/2sMQAM(t)5.3.2交错正交相移键控（OQPSK）*带限对QPSK信号频谱的影响(载波相位跳变1800时)*避免两支路同时翻转的方法通过时间上交错半个码元的安排称作交错正交相移键控OQPSK（OffsetQuadraturePhaseShiftKeying），OQPSK信号相位只能跳变00，900。理想QPSKt带限QPSKtQI110110

3、00tttQ(t)I(t)A110011110110A2A3A4A5B1B2B3B4B5A1B1A2B2A3B3A4B4A5B5A6A65.3.3最小频移键控（MSK～MinimumFrequencyShiftKeying）1.MSK信号表达式和相位网格图相角偏移率频偏或者所以相角可表示为MSK信号的相位网格图tπ/2π3π/22π-π/2-3π/2-2π-πθ(t)011010100Tb2Tb2.调制与解调原理ak是第个码元数据，ak=+1,-1；θk是第k个码元中的相位常数，它在中保持不变，且在码元转换时刻连续。根据这一要求

4、，可以导出相位递归条件：所以或者这样调制信号表达式写为其中即调制原理图解调原理图差分编码串/并变换延迟Tbcosωctsinωctsin(πt/2Tb)cos(πt/2Tb){ak}sMSK(t)差分译码并/串转换判决{ak}sMSK(t)sin(πt/2Tb)cos(πt/2Tb)判决积分积分定时3.功率谱密度比较QPSK信号功率谱-10-20-300P(f)/dB(f-fc)Tb/Hz0.51.51.0MSKQPSK05.3.4扩频技术1.扩频原理*扩频：基带信号带宽进行扩展，使其远大于原始带宽后再传输。一般认为扩展后与扩展

5、前带宽之比大于100时即为扩频通信（该比值为1～2之间时称为窄带通信，50～100之间时称为宽带通信）。*系统原理图m(t)天线信道编码×调制功率放大PN序列s(t)m’(t)天线信道解码×解调功率放大PN序列s’(t)(a)发射机(b)接收机扩频解调扩频调制扩频前后功率谱的变化(a)扩频前功率谱fPm(f)Rbm-Rbmffcfc+Rbsfc-RbsPs(f)(b)扩频后功率谱ffcfc+Rbsfc-RbsPs’(f)(c)噪声与干扰的影响干扰噪声有用信号ffcfc+Rbsfc-RbsP(f)(d)解扩后的功率谱干扰噪声有用信

6、号(e)滤波后的功率谱fPm’(f)Rbm-Rbm2.扩频通信系统的主要技术指标①处理增益*定义:已扩频信号带宽与基带数字信号带宽之比(反映系统的抗干扰能力)也可以用码元速率来表示②干扰容限在系统保证一定的输出信噪比的条件下，接收机输入端能承受的干扰信号比有用信号高出的分贝数为系统损耗；为输出信噪比。3.扩频方式根据信号频谱被展宽的方式，可以将扩频分为直接序列扩频DS-SS（DirectSequenceSpreadSpectrum）和频率跳变扩频FH-SS（FrequencyHoppingSpreadSpectrum）两种，下面

7、分别说明。(1)直接序列扩频直接序列扩频简称直接扩频DS，它用高速率的伪随机码与信码相乘（或者模2相加）后得到扩频码，然后去调制载波。实际的CDMA系统（执行IS-95标准）中，数据速率为9.6kb/s，经过信道编码、交织处理后速率变为19.2kb/s，经过码率1228kb/s为的PN码扩频后速率为1228kb/s，采用QPSK（前向）和OQPSK（反向）调制的方法，信道带宽被限制在1.25MHz内。(2)频率跳变扩频频率跳变扩频简称跳频FH，它的出现是基于避免干扰，为此不断改变发射信号的中心频率，使其按照某种随机模式跳变，这种

8、随机模式只有发射端和接收端才知道。发射信号功率谱在一个给定频带内离散地跳变，形成一个宽带的离散功率谱。跳频原理图5.3.5正交频分复用1．正交频分复用的基本原理正交频分复用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）