几种数字调制技术.ppt

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1、第八章数字信号调制序言数字信号调制的特点：1、0数码使被调信号参数突变，得名“键控”（ShiftKeying)；数字信号调制在通信系统中所处位置：见下图。解8.1数字信号的幅度调制8.1.1多电平幅度调制(MPAM)一、信号时间函数表达式及星座图式中取M个幅值，有：的信号星座图如下：注：d等于基带传输一章中的A/2图中表示的是格雷码二、码元能量表示归一化码元能量。8.1数字信号的幅度调制8.1.2数字信号的正交调幅(QAM)一、QAM原理对正交的两信号：coswt和sinwt同时进行调制，而后相加。见

2、下图8.1.2数字信号的正交调幅(QAM)一、QAM原理(续)又可以表示为包络形式：式中：对于多电平信号，这时和都会跳变，会有如下波形：码元宽度8.1.2数字信号的正交调幅(QAM)二、多电平QAM实现方案(MQAM)对于电平数M有如下关系，即M可开平方，如：M=16、64等，这时可采用平衡结构方案（见下图），对于16QAM,L=4。1)发端2)收端三个判决门限，确定4个电平:8.1.2数字信号的正交调幅(QAM)二、多电平QAM实现方案(MQAM)3)16QAM频带利用率估算输入速率，串~并变换后，

3、二~四变换后，得码元宽度：如取的升余弦信号，有，这时有：调整码元波形，可改变16QAM的频带利用率，有：8.1.2数字信号的正交调幅(QAM)三、16QAM信号的星座图有园形、方形两类，见图：以在码距相同条件下，信号平均功率的大小来评价信号结构的优劣。上图：上述两结构相比，方形较好。例8.1.2采用256QAM正交幅度信号,载波频率为2.4GHz,信号带宽为800kHz(如图),选用的升余弦信号,求最高传送速率和频带利用率.解:(1)求比特速率,取信号双边带,有:得:求得支路码元速率:支路电平数为L(

4、等于支路码元个数),每一电平表示的比特数为:支路比特率为:传送的比特总速率:(2)频带利用率:8.2.1引言8.2数字信号角调制的参数描述角调制类型：调相（PSK)、调频(FSK)注：模拟FM的抗噪声性能大大优于AM，请注意数字调制并无此现象，MPSK不优于MQAM（当M>4时）。8.2数字信号角调制的参数描述8.2.2PSK信号的相位参数描述一、MPSK信号星座图式中：g(t)是码元的波形函数，是相位。二、MPSK信号的数学表达式8.2.2PSK信号的相位参数描述三、MPSK信号的归一化表示码元能量

5、：可将前式改写成：有：注：在信号检测一章要利用基函数概念。8.2数字信号角调制的参数描述8.2.3FSK信号的频率参数描述一、时---频模型M个相距随时间间隔T跳变，构成MFSK信号二、数学表达式低频包络码元能量：8.2.3FSK信号的频率参数描述三、FSK信号的相关性1）数学表达式码元之间频差为不同频差信号之间的相关系数是：取实部得：8.2.3FSK信号的频率参数描述三、FSK信号的相关性（续）不相关频差点分析：（a）当时,FSK中的信号之间不相关；（b）是最小频差，因而称之为最小移频键控（MSK)

6、。(c)取对应包络检波输出信号的相关性,要求频差：2)相关性分析由表达式得曲线：8.3连续相位移频键控（CPFSK)相位不连续（shiftkeying)，要二个振荡器，信号频谱不纯，工程实际中不用。采用VCO实现连续相位调制：---第n个码元的幅值（±1）g(t-nT)---第n个码元的波形函数调制信号数据序列的表达式：设计VCO的频率灵敏度和码元幅值配合，实现所要求的频偏8.3连续相位移频键控（CPFSK)8.3.1最小移频键控（MSK)信号描述一、VCO输出信号的相位函数表述假设VCO输入电压变化

7、A，频率由，用h表示VCO的频偏常数（调制指数），有：VCO的瞬时频偏为：VCO输出信号相位函数:MSK信号频率的改变，即相位的改变！8.3.1最小移频键控（MSK)信号描述二、MSK信号的相位函数表述选A=1/2T，（即将频偏与码元联系起来，T为码元周期），令得MSK信号相位受码元序列控制后的表达式是：假设g(t)为矩形，幅度为1/2T,有关系：第n个码元周期内，相位的表达式是：二、MSK信号的相位函数表述(续）己到达的序列产生的相位累积值当前码元的相位变化函数得MSK信号的表达式：A令为0三、MS

8、K信号的时间函数表述有两个频率：8.3连续相位移频键控（CPFSK)8.3.2MSK信号常用码元波形好的码元波形可改善信号频谱，提高性能。矩形升余弦高斯型---GSM采用表8.3.1常用连续相位调制波形函数上述波形相应时间函数表达式：8.3连续相位移频键控（CPFSK)8.3.3MSK信号分析一、MSK信号的相位轨迹记录了第n个码元以前相位的变化轨迹;相位只能取的整数倍。8.3连续相位移频键控（CPFSK)8.3.3MSK信号分析二、MSK信号与QPSK