无线通信技术3.1

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1、无线通信技术武卓zwu@shu.edu.cn2010-12-21数字调制和解调技术数字基带信号数字基带信号的频谱载波传输或者带通传输数字调制无线移动通信的重要研究课题抗信道损伤高频谱效率通信与信息工程学院数字调制概述线性调制正交调幅恒包络调制多载波调制移动信道对数字调制性能的影响通信与信息工程学院数字调制和解调技术数字调制和解调技术3.1.1数字调制概述数字调制的特点抗损伤能力强可以采用现代信号处理和控制技术纠错编码、加密、均衡等可编程调制解调（软件无线电）调制信号的数学表示数字调制的实质：调制信息信号波形波形集合：对二元调制：M=2一个信号波形（符号）最多可携带比特信息数字

2、调制和解调技术通信与信息工程学院数字调制和解调技术在矢量空间中的信号波形，可表示为N个正交波形的线性组合，这N个正交波形构成了该矢量空间的基：正交：单位能量：通信与信息工程学院数字调制和解调技术例如：二相相移键控BPSK信号，其中:每比特的信号能量每比特的持续时间数字调制和解调技术对该信号集，只有一个基这样，BPSK信号集可表示为星座图（信号集在几何上的表示）：QI通信与信息工程学院数字调制和解调技术通信与信息工程学院调制信号的最佳接收最佳：误码率最小条件：加性白噪声接收端的有用表示：例如：BPSK接收到的信号：最佳接收判决准则：数字调制和解调技术3.1.2线性调制特点：线性

3、调制中，发射信号S(t)的幅度随数字调制信号线性变化其中，是已调信号的复包络表示通常为复数形式。线性调制一般没有恒定的包络频带利用率高通信与信息工程学院数字调制和解调技术BPSK调制通信与信息工程学院数字调制和解调技术BPSK波形（滤波后）未滤波时的频谱:带宽（奈奎斯特滤波后）：-3-2-1123-30-25-20-15-10-5数字调制和解调技术BPSK性能指标---误码率（BER）：其中QPSK调制数字调制和解调技术BasebanddataIn-phasecarrier+1-1010+1-1100Quadraturecarrier数字调制和解调技术QPSK即4PSK，是四

4、进制数字相位调制。它是将信息序列中一对相邻码元的四个状态(00、01、10、11)，用四个相位不同的载波信号进行相位调制。QPSK信号可以表示为数字调制和解调技术参考相位00011110B方式参考相位00011110A方式A方式双信息符号与k的关系000111100°90°180°270°B方式双信息符号与k的关系0001111045°135°225°315°数字调制和解调技术在一个符号间隔(0,T)内，码元信号为串/并变换90°移相××∑二进制双极性不归零码QPSK输出IQ载波发生数字调制和解调技术在QPSK中两正交支路数据在时间上是完全对准，当两路数据同时改变相位是，

5、会发生180°的相位跃变。7/45/43/4/40t+1-1-1-1+1+1+1-1-1+1QI+1-1+1+1-1-1-1+1-1+1IQ-1+1+1-1数字调制和解调技术QPSK相干解调框图数据输出接收信号QPSK低通并/串变换器相移载波恢复电路带通滤波低通抽样判决抽样判决定时定时数字调制和解调技术OQPSK(交错正交相移调制)是QPSK的改进。它与QPSK有相同的相位关系，不同在于将同相和正交两支路的码流在时间上错开了半个码元周期。串/并变换LPF-90°BPF延迟Tb/2LPF输入IQOQPSK数字调制和解调技术OQPSK的功率谱主瓣包含功率的92.5%，频带

6、受限OQPSK比频带受限的QPSK的包络起伏小，经限幅放大后频谱展宽也少，故OQPSK性能优于QPSK。输出并/串变换LPF-90°抽样判决延迟Tb/2LPFIQ抽样判决定时抽样载波恢复BPFOQPSK相干解调框图数字调制和解调技术π/4QPSK是对QPSK的一种改进，它把QPSK调制的A、B两种方式的矢量图合二为一，并且使载波相位只能从一种模式(A或B)向另一种模式(B或A)跳变。矢量图中的箭头表示载波相位的跳变路径，显然，相位变化只有土45。和土135。4种状态，不存在180°相位跳变，因此较QPSK调制具有更好的频谱特性。数字调制和解调技术映射逻辑电路的功能为π/4QP

7、SK调制系统框图1010010π/43π/4－3π/4－π/4串/并LPF映射逻辑LPFπ/4QPSKS(t)信号输出IkQkak，Iak，Q{aj}SI(t)SQ(t)数字调制和解调技术ak,I，与ak,Q有(0，0)，(0，1)，(1，0)，(1，1)4种组合，经映射逻辑变换后，输出有8种取值组合：在映射逻辑输出的数据流中，第k个同相正交双bit符号Ik、Qk的合成相位值用θk表示；第k-1个同相正交双bit符号lk-1、Qk-1的合成相位值用θk-1表示。为了求得Ik、Qk的合成相位，将Ik-1、