通信原理 第8章 新型数字带通调制技术课件.ppt

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1、第8章新型数字带通调制技术1振幅和相位联合键控Ak和k分别可以取多个离散值。其中Xk=AkcoskYk=-Aksinksk(t)可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。8.1正交振幅调制(QAM)2矢量图k值仅取/4和-/4Ak值仅取+A和-A——QPSK信号3有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM，Ak4MQAM调制：从其矢量图看像是星座，故又称星座调制。64QAM信号矢量图256QAM信号矢量图5AMAMAM16QAM信号产生方法正交调幅法两路独立的正交4ASK信号叠加复合相移法两路独立的QPSK信号叠

2、加6设最大振幅AM相等16PSK信号的相邻点欧氏距离16QAM信号的相邻欧氏距离AMd2(a)16QAMAMd1(b)16PSK16QAM和16PSK的性能比较7最小频移键控（MSK）信号：包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号。8.2最小频移键控和高斯最小频移键控8假设2FSK信号码元的表示式为为了满足正交条件，要求可得，最小频率间隔等于1/Ts；对于相干接收，保证正交的2FSK信号的最小频率间隔等于1/2Ts。8.2.1正交2FSK信号的最小频率间隔9MSK信号的频率间隔MSK信号的第k个码元c－载波角载

3、频；ak=1当输入码元为“1”时，ak=+1，码元频率当输入码元为“0”时，ak=-1，码元频率f1和f0的差等于1/(2Ts)。这是2FSK信号的最小频率间隔。8.2.2MSK信号的基本原理10MSK码元中波形的周期数式中根据正交性，可证明MSK信号每个码元持续时间Ts内包含的波形周期数必须是1/4周期的整数倍。11并有可知T1=1/f1；T0=1/f0无论两个信号频率f1和f0等于何值，这两种码元包含的正弦波数均相差1/2个周期。m=0,1,2,312例如，当N=1，m=3时，对于比特“1”和“0”，一个码元持续时间内分

4、别有2个和1.5个正弦波周期。13MSK信号的相位连续性波形（相位）连续：前一码元末尾的总相位等于后一码元开始时的总相位。得到递归条件14k(t)称作第k个码元的附加相位。在此码元持续时间内它是t的直线方程。在一个码元持续时间Ts内，它变化/2。若ak=+1，则第k个码元的附加相位增加/2；若ak=-1，则第k个码元的附加相位减小/2。15ak=+1,+1,+1,-1,-1,+1,+1,+1,-1,-1,-1,-1,-1k(t)Ts3Ts5Ts9Ts7Ts11Ts016附加相位的全部可能路径图：Ts3Ts5Ts9T

5、s7Ts11Ts0k(t)17模2运算后的附加相位路径：Ts3Ts5Ts9T7T11T0k(t)18MSK信号的归一化（平均功率＝1W时）单边功率谱密度Ps(f)的计算结果如下横坐标是以载频为中心画的，即横坐标代表频率(f–fc)。8.2.4MSK信号的功率谱19MSK信号的功率谱密度更为集中，即其旁瓣下降得更快。故它对于相邻频道的干扰较小。包含90％信号功率的带宽B近似值如下：QPSK、OQPSK、MSK：B1/TsHzBPSK：B2/TsHz包含99％信号功率的带宽近似值为：MSK：B1.2/TsHzQPSK及

6、OPQSK：B6/TsHzBPSK：B9/TsHz功率谱密度比较20高斯最小频移键控(GMSK)：在进行MSK调制前将矩形信号脉冲先通过一个高斯型的低通滤波器。高斯型低通滤波器的频率特性：B－滤波器的3dB带宽。此滤波器的冲激响应h(t)：式中由于h(t)为高斯特性，故称为高斯型滤波器。8.2.6高斯最小频移键控218.3.1概述单载波调制和多载波调制比较单载波体制：码元持续时间Ts短，但占用带宽B大；由于信道特性

7、C(f)

8、不理想，产生码间串扰。多载波体制：将信道分成许多子信道。假设有10个子信道，则每个载波的调制码元速

9、率将降低至1/10，每个子信道的带宽也随之减小为1/10。若子信道的带宽足够小，则可以认为信道特性接近理想信道特性，码间串扰可以得到有效克服。8.3正交频分复用22多载波调制原理fttBBTsNTs单载波调制多载波调制f

10、C(f)

11、

12、C(f)

13、ffc(t)t23多载波系统的基本结构24子载波的选取方法第1种：各子载波间的间隔足够大，从而使各路子载波上的已调信号的频谱不相重叠——传统的频分复用方式；第2种：各子载波间的间隔选取，使得已调信号的频谱部分重叠，使复合谱是平坦的。重叠的谱的交点在信号功率比峰值功率低3dB处。子载波之间

14、的正交性通过交错同相或正交子带的数据得到(即将数据偏移半个码元周期)；第3种：各子载波是互相正交的，且各子载波的频谱有1/2的重叠。该调制方式被称为正交频分复用(OFDM)。此时的系统带宽比FDMA系统的带宽可以节省一半。25子载波频率设置(a)传统的频分复用；(b)3dB频