第06讲-传输技术清华大学《无线通信》讲义ppt课件.ppt

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1、无线通信工程姚彦教授清华大学微波与数字通信国家重点实验室2004年9-12月第06讲：传输技术（2）载波传输引言复包络分析法多相移相键控正交移幅键控连续相位移频键控载波同步时钟同步引言模拟调制和数字调制以正弦波为载波的调制（无论是模拟调制还是数字调制）总是可以分成：调幅、调相、调频三大类数字信号的调幅、调相、调频一般称为：移幅键控（ASK）、移相键控（PSK）、移频键控（FSK）数字信号的解调可以分成：相干解调和非相干解调二大类数字信号调制要关心的：－频谱性能－包络性能数字信号解调要关心的：－误码性能复包络分析法表示法载波键控信号可以表示为：其中：称为载波键控信号的复包络。x(t)y(

2、t)(t)a(t)表示法（续）多相移相键控其中M为移相键控的相位数；0为载波的初相位；Ik为第k位码元的数字信息，可能的取值为Ik=0,1,2,…,M-1;g(t)为时间响应的波形。称为M相移相键控，其相位矢量在(0,2)区间上呈对称分布。表示法（续）正交移幅键控连续相位移频键控调制与解调过程调制过程复数调制器解调过程复数解调器相乘相乘合路cos0tsin0tx(t)y(t)s(t)分路相乘相乘s(t)cos0t-sin0tx(t)y(t)求功率谱密度载波键控信号的功率谱密度载波键控信号的功率等于它的等效基带信号功率的一半。窄带噪声信号的功率谱密度若N0代表窄带噪声的单边功

3、率谱密度，则它也代表等效基带噪声中同相或者正交分量的双边功率谱密度。通过带通信道带通信道H(f)的等效低通信道HB(f)：时域响应：载波键控信号通过一个带通系统，等效为它的等效基带信号通过等效基带系统。多相移相键控绝对移相相对移相相干解调延时相干解调非相干解调正交展开其中：二相移相键控M＝2，0=/2,Ik＝0,1xk=(0,0)yk=(1,-1)四相移相键控M＝4，0=/4,Ik＝0,1,2,3xk=(0.7,-0.7,-0.7,0.7)yk=(0.7,0.7,-0.7,-0.7)八相移相键控M＝8，0=/8,Ik＝0,1,2,3,4,5,6,7xk=(0.9,0.4,-0

4、.4,-0.9,-0.9,-0.4,0.4,0.9)yk=(0.4,0.9,0.9,0.4,-0.4,-0.9,-0.9,-0.4)多相键控信号的矢量表示功率谱密度相位逻辑：自然码相位逻辑：格雷码相位逻辑的矢量表示差分编码为什么需要差分编码？克服在接收端进行相干解调时存在的参考载波相位含糊度。接收端的参考载波：发送码为，接收码为让发送码和输入的信息码存在关系：接收端恢复信息码：就有：差分编码（续）二进制差分编码：相对码、绝对码四进制差分编码：自然码差分编译码、格雷码差分编译码差分运算会引入误码扩散其它移相键控技术O-QPSK（OffsetQPSK）其它移相键控技术（续）/4-QPSK正

5、交移幅键控矢量表示常用的正交移幅键控：QPSK、16QAM、64QAM，……...复包络表示复包络表示法u(t)=x(t)+jy(t)其中x(t)和y(t)是多电平的基带信号QPSK：116QAM：1,364QAM：1,3,5,7二进制和多进制的转换：电平逻辑自然码电平逻辑格雷码电平逻辑功率谱密度QPSK：16QAM:64QAM:频谱利用率QPSK:1b/s/Hz，16QAM:2b/s/Hz64QAM:3b/s/Hz接收判决过程在解调判决过程中，分别对I，Q二路进行多电平判决，得到一系列判决变量，然后对判决变量进行逻辑运算，得到原始信息。比特差错率计算公式QPSK16QAM

6、64QAM连续相位移频键控说明希望寻找一类调制方法，具有较好的频谱利用率、功率利用率，同时又具有恒定包络。连续相位移频键控能较好地满足这些要求。前二种调制方法存在的问题：－频谱利用率和功率利用率的矛盾－频谱利用率和恒定包络的矛盾最小移频键控（MSK）满足二个条件：－调制指数h=0.5－在码元交替点相位连续MSK的相位变换轨迹MSK的调制MSK的解调MSK的频谱特性MSK的误码特性和差分编码的四相移相键控（DCQPSK）一样。原理：有人证明，连续相位调制的频谱旁瓣随频率的变化以的规律下降，其中c为相位函数的导数保持连续的阶数。对于MSK，c＝0，所以旁瓣随频率按f-4的规律下降。相位函数的

7、导数是频率函数，令频率函数为高斯函数，其无穷多阶的导数都连续，因而具有十分良好的频谱特性。高斯预滤波最小移频键控（GMSK）高斯预滤波最小移频键控（GMSK）（续）高斯预滤波最小移频键控（GMSK）（续）以上是实现框图GMSK误码特性比QPSK约恶化1dB。高斯滤波器VCOMSK调制器载波同步载波同步的原理从插入载波的信号中实现载波同步从抑制载波的信号中实现载波同步从抑制载波的信号中实现载波同步非线性处理线性过滤键控信号参考载波