通信原理(第8章)分解课件.ppt

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1、第8章新型数字带通调制技术正交振幅调制最小频移键控和高斯最小频移健控正交频分复用8.1正交振幅调制问题：单独MASK或MPSK频带利用率高，但抗噪性能差方法：信号的振幅和相位独立地同时受到调制在每个码元周期内8.1正交振幅调制用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频载波进行DSB调制，利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。8.1正交振幅调制以16QAM为例频带利用率比单支路提高一倍正交调幅法它是有2路正交的四电平振幅键控信号叠加而成复合相移法它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成16QAM调制虚线大圆上的4个大黑点表示一个QPSK信号矢量的位

2、置。在这4个位置上可以叠加上第二个QPSK矢量，后者的位置用虚线小圆上的4个小黑点表示8.1正交振幅调制以16QAM为例16QAM解调8.1正交振幅调制16ASK、16PSK、16QAM的抗噪性能比较8.1正交振幅调制8.2最小频移键控和高斯最小频移键控1、占用带宽大，频带利用率低；2、两码元之间相位不连续，造成包络起伏大；3、两码元波形不一定严格正交，误码性能差。8.2.1最小频移键控MSK一、FSK的不足二、MSK最小移频键控(MSK)是移频键控(FSK)的一种改进型。是包络恒定、相位连续、带宽最小、严格正交的2FSK。8.2最小频移键控和高斯最小频移键控8.2.1最小频移键

3、控MSK二、MSK最小移频键控又称快速移频键控(FFSK)。这里“最小”指的是能以最小的调制指数(即0.5)获得正交信号;而“快速”指的是对于给定的频带，它能比PSK传送更高的比特速率。8.2最小频移键控和高斯最小频移键控或者这里（8-1）（8-2）二进制MSK信号的表达式可写为8.2.1最小频移键控MSK三、MSK信号的表达式式中:ωc--载波角频率;Ts--码元宽度;Dk--第k个码元中的信息，其取值为±1;φk--第k个码元的相位常数，它在时间(k-1)Ts≤t≤kTs中保持不变。θ(t)-附加相位函数。8.2最小频移键控和高斯最小频移键控当Dk=-1时，信号的频率为由式(

4、8-1)可见，当Dk=+1时，信号的频率为由此可得频率间隔为8.2.1最小频移键控MSK三、MSK信号的表达式8.2最小频移键控和高斯最小频移键控式中是载波频率。MSK是一种正交调制，其信号波形的相关系数等于零。因此，对于MSK信号来说，式(7.7-3)应为零，也就是上式右边两项均应为零。第一项等于零的条件是对于一般移频键控(2FSK),两个信号波形具有以下的相关系数令ｋ等于其最小值１，则这正是MSK信号所要求的频率间隔。8.2.1最小频移键控MSK四、MSK信号的频率间隔8.2最小频移键控和高斯最小频移键控第二项等于零的条件是即（ｎ为整数，ｍ＝０,１,２，３）这说明，MSK信号

5、在每一码元周期内，必须包含四分之一载波周期的整倍数。由此可得相应地8.2.1最小频移键控MSK五、MSK信号的载波取值8.2最小频移键控和高斯最小频移键控相位常数φk的选择应保证信号相位在码元转换时刻是连续的。上式表明，MSK信号在第k个码元的相位常数不仅与当前的Dk有关，而且与前面的Dk-1及相位常数φk-1有关。或者说，前后码元之间存在相关性。对于相干解调来说，φk的起始参考值可以假定为零。根据这一要求，可以导出以下的相位递归条件，或者称为相位约束条件，即(8-4)8.2.1最小频移键控MSK六、MSK信号的相位常数φk的选择8.2最小频移键控和高斯最小频移键控因此，从式(8

6、-4)可以得到θ（t）称为附加相位函数，它是MSK信号的总相位减去随时间线性增长的载波相位而得到的剩余相位。是一直线方程式，其斜率为πDk/2Ts，截距是φk。另外，由于Dk的取值为±1,故（πDk/2Ts）t是分段线性的相位函数。在任意一个码元区内，θ（t）的变量总是π/2,。当Dk=+1时，增大π/2,当Dk=-1时，减小π/2。8.2.1最小频移键控MSK六、MSK信号的相位常数φk的选择8.2最小频移键控和高斯最小频移键控(a)附加相位函数(b)附加相位路径网络图8-2附加相位函数θ（t）及附加相位路径网络图(a)是针对一特定数据序列画出的附加相位轨迹;图(b)表示的是附

7、加相位路径的网格图，是附加相位函数由零开始可能经历的全部路径。8.2.1最小频移键控MSK七、MSK信号的附加相位函数8.2最小频移键控和高斯最小频移键控表8-1相位常数φk与Dk的关系表中给出了φk与Dk之间关系的一个例子。信号的频率偏移严格的等于±1/4Ts，相应的调制指数h=(f1-f0)Ts=1/2以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间内准确地线性变化±π/2(38.2.1最小频移键控MSK七、MSK信号的附加相位函数8.2最小频移键控和高斯最小频移键控由以上讨论可以看