通信原理 第9章 现代调制技术

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1、第9章现代调制技术基本内容：本章主要介绍几种先进的调制技术，它们有的已在广泛应用，有的正开始用于新一代通信系统和通信网，并具有长足发展和应用前景。本章作为第6章基本数字调制的继续和深入，从机制和原理及技术实施上均体现了不同特色。知识点及层次(1)MSK、QAM系统构成特点、信号分析与性能评价。(2)扩频调制的特色，扩频主要参量和性能分析。(3)TCM的构思和实施Ungerboeck编码调制的基本步骤及性能评价。(4)多载波调制和OFDM技术基本原理。9.1正交调幅正交调幅（QAM）是一个信源符号同时控制载波2个参数的调制方式，故而又称幅-相键控（APK）。QAM属于多元调制，

2、M≥4，因此当M>4时，可称为MQAM;M=4时，为QAM，但“QAM”又是M≥4的通用名称。9.1.1QAM信号设计特点                        (9-1)其中(ai，bi)为QAM同相项和正交项系数，E0是QAM最小幅度载波信号能量，T为符号间隔。    M=4的QAM信号系数:                            (9-2)    QAM（M=4）的具体表示式为:                    (9-3)    特点:当M=4时，QAM与QPSKπM系统具有相同表达式与星座图。由式（9ˉ3）可知，它与QPSK表达式等效4个

3、信号状态依次各差π/2，分别表示一个双比特符号。一些小差异是QAM表示式幅度高2倍，这无关紧要。9.1.2MQAM相干接收抗噪声性能●相干解调输出       同相与正交支路“相关器”输出的信号加噪声混合值为                                (9-4)●误差概率公式       每支路差错率为                                    (9-5)正确概率为，则符号错误概率为               (9-6)●计算平均能量（M个信号平均能量）                              (9-7)其中

4、                                          (9-8)●以平均能量表示平均误符号概率                              (9-9)当M=4时，且用格雷码，则                                    (9-10)9.1.3MQAM与MPSK的比较(1)星座图:MPSK信号空间全部星点均在一个同心圆上，MQAM为APK方式的信号，全部星点呈矩形或格形排列，如下图所示。(2)当M=4时，它与QPSK实际相同（QAM星点既在同心圆上，而又呈方格形），性能也相同，欧氏距离(3)M>4时，如M=

5、16，得                                    (9-11)                                    (9-12)因此，MPSK抗噪声性能不如MQAM（M>4）。(4)MPSK以M来等分2π相位，当M增大时，相邻信号夹角更小，只适用于M不大的情况。一般利用M≤16。    现代无线通信MQAM系统，可高达1024QAM，即1024个星点。当然，MQAM还有其他形式的星座，当用M=12个星点，4个角顶星点闲置。9.2最小频移键控MSK是连续相位FSK（CPFSK）最小带宽的调制技术，是运用正交信号设计，兼顾有效性与可

6、靠性的典型现代通信技术。9.2.1MSK信号分析    MSK发送端数学模型，如下图所示。MSK系统的输入信号是差分双极性不归零码，并且在串/并变换后正交支路延迟1比特间隔Tb9.2.2MSK信号波形特点1、MSK信号波形    下图给出了MSK信号形成过程。该两支路已调波均非等幅，但两者合成的完整MSK信号却为等幅波形——恒包络波形2、MSK信号相位路径——网格图在的f1与f2载波相位变化量为对应的传号与空号载频为3、MSK信号传输带宽与信道带宽利用率    带宽应包括f1与f2两载波主瓣谱    MSK具有FSK方式的最小带宽，是MSK名称的由来，且为典型的CPFSK。 

7、   带宽利用率9.3扩频调制9.3.1 扩频（SS）的基本原理1.       扩频的特点（1）      扩频传输带宽远大于基带信号带宽或比特率，即扩展因数，SS系统使用如此大的带宽冗余度，旨在有力地克服外来干扰，特别是故意干扰（jamming）和无线多径衰落，多用于无线与卫星数据传输；（2）      SS系统利用不同于上述章节的编码与调制方式，一般是在编码调制或数字频带调制基础上再以扩展频带方式实施特殊的再一次调制——扩频调制；（3）      在SS系统设计中，由于充分利用一种独立于信息码的伪