移动无线通信的调制技术课件.ppt

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1、第4章移动无线通信的调制技术4.1角度调制与幅度调制的比较调幅简单在移动通信信道中抗衰落和抗干扰性能差4.1角度调制与幅度调制的比较角度调制属于频谱非线性变换电路。频率调制，简称调频（FM）相位调制，简称调相（PM）4.1角度调制与幅度调制的比较调频是移动通信系统中最普遍的模拟调制技术，在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅制。在调频中，由于信号幅度的改变不携带信息，所以，只要接收到的调频信号在FM门限以上，突发性噪声对调频系统的影响就没有对调幅系统那么大；调频系统中可以通过改变调制指数，也就是占用的带宽，来获得更好的信号噪声性能；调频信号是一种恒包络信号，传送的

2、功率是固定值，可使用C类功率放大器；具有捕获效应。在当代数字移动通信系统中，一般都使采用调频制。此外，单边带调制技术开始在移动通信中越来越有前途。4.2脉冲成型技术矩形脉冲经过限带信道后，脉冲在时间上扩展，造成严重的符间串扰(ISI)脉冲成形可以减小ISI和调制信号的带宽Nyquist准则第一准则：抽样点无失真，升余弦滚降滤波第二准则：转换点无失真第三准则：脉冲波形面积保持不变移动通信中的脉冲成型技术升余弦滚降滤波器高斯脉冲成型滤波器4.2脉冲成型技术4.2.1Nyquist准则接收端每个抽样时刻只对当前的符号有影响系统冲击响应升余弦滚降滤波器4.3线性调制

3、技术线性调制方案频谱利用率高，具有很好的频谱有效性。它必须使用线性RF放大器发射。而功率有效性较差。如使用功率有效性高的非线性放大器会导致已滤除的边瓣再生，造成严重的邻道干扰，使线性调制得到的频谱效率全部丢失。目前使用比较普通的线性调制技术有脉冲成形QPSK,OQPSK和/4-QPSK移相键控(PSK)1986年前，线性高功率放大器成本较高，因此采用恒包络的CPM调制实现高功率效率。之后，线性功率放大器已取得实质性进展。PSK是一种线性调制技术，具有带宽效率高、频谱利用率高等特点移动通信中，一般采用性能优良的绝对移相体制而不采用相对移相体制，虽然相对移相体

4、制可以解决相位模糊度问题。而CDMA中，常采用导频信道传送载波信息进行相干解调。二进制移相键控(BPSK)通常BPSK可表示为:或写成:BPSK接收机如果信道无多径传输出现,接收端的BPSK信号可表示成：是相对于信道时延有关的相位。注：BPSK的载波恢复电路的相位模糊。BPSK可使用相干或同步解调。这要求在接收机端知道载波的相位和频率信息，如果和BPSK信号同时传输一个低幅值的载波导频信号，在接收机端使用锁相环（PLL）就能恢复出载波的相位和频率。如果没有传输载波导频信号，可以用Costas环或者平方环从接收到的BPSK信号中，恢复同步载波的相位和频率。差分

5、移相键控(DPSK)DPSK避免了接收机需要相干参考信号。非相干接收机比较容易实现，价格低廉，因而广泛应用于无线通信系统。在DPSK系统中，输入的二进制序列先差分编码，然后再用BPSK调制器调制。DPSK调制器方框图差分编码实现关系式为：DPSK接收机方框图调制解调原理：由于DPSK信号是利用前后两相邻比特载波频率相位差来传送数字信息。接收机就可以利用接收到的前后相邻两比特的相位差来判别发送的数字信息。差分相干解调：将接收的前一比特DPSK信号延时一比特时间，作为相干基准信号同当前这一比特PSK信号相乘，差分相干解调又叫延迟相干解调。如果前一比特与当前比特相

6、位相同，则相乘器（鉴相器）输出为“+”，判为数据“1”；如果前一比特与当前比特相位不同，则相乘器（鉴相器）输出为“-”，判为数据“0”。DPSK的调制和解调过程的结果列于表4-2。输入数据系列{ak}101101001差分编码输出{dk}1100011011发送载波相位{（t）}000000相位比较结果+-++-+--+恢复的数据序列{a’k}101101001DPSK的编码和译码四相相移键控QPSK是符号间隙,等于两个比特周期,上式可进一步写成：QPSK信号可写成：QPSK频带利用率比BPSK系统提高了一倍。而载波相位共有四个可能的取值，对应于四

7、个已调信号的矢量图。QPSK信号也可看成是载波相互正交的两个BPSK信号之和。450450QIQPSK信号矢量图（a）/4系统QI（b）/2系统/2系统QPSK调制器/2系统QPSK解调器对于/4系统QPSK也可用类似的方法实现。只要把两个载波coswct和sinwct分别用cos（wct+450）和sin（wct+450）代替就可以了。QPSK在加性白噪声信道下与BPSK的误码性能相同。由于在相同的带宽情况下，QPSK较BPSK发送数据多一倍。因此，QPSK频谱利用率高一倍。QPSK信号的功率谱和带宽为：与BPSK相似，QPSK也可以通过差分编码

8、来进行非相干解调。交错正交四相相移键控（OQPSK）