通信原理現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制

1、1無(wú)線通信教研室張偉明理 工 大 學(xué) 通 信 工 程 學(xué) 院理 工 大 學(xué) 通 信 工 程 學(xué) 院23當(dāng)相鄰碼元間發(fā)生當(dāng)相鄰碼元間發(fā)生180相相移時(shí)，限帶后的包絡(luò)甚至?xí)茣r(shí)，限帶后的包絡(luò)甚至?xí)霈F(xiàn)包絡(luò)為出現(xiàn)包絡(luò)為0的現(xiàn)象的現(xiàn)象 4QPSK信號(hào)輸入數(shù)據(jù)的串信號(hào)輸入數(shù)據(jù)的串/并變換并變換QPSK信號(hào)是用正交調(diào)制方法產(chǎn)生的，其原理是先對(duì)輸入數(shù)據(jù)作串/并變換，即將二進(jìn)制數(shù)據(jù)每?jī)杀忍胤纸M 每相隔每相隔Ts，相位，相位跳變量可能為跳變量可能為 90或或 180使得星座圖中信使得星座圖中信號(hào)點(diǎn)只能沿正方號(hào)點(diǎn)只能沿正方形的四個(gè)邊移動(dòng)，形的四個(gè)邊移動(dòng)，不再會(huì)出現(xiàn)沒(méi)對(duì)不再會(huì)出現(xiàn)沒(méi)對(duì)角線移動(dòng)角線移動(dòng) 發(fā)生對(duì)角過(guò)渡，

2、發(fā)生對(duì)角過(guò)渡，180相移時(shí)，限帶相移時(shí)，限帶之后所形成的包絡(luò)起之后所形成的包絡(luò)起伏達(dá)到最大伏達(dá)到最大 5OQPSK輸入數(shù)據(jù)的串輸入數(shù)據(jù)的串/并變換后再交錯(cuò)并變換后再交錯(cuò)6輸入二進(jìn)輸入二進(jìn)制序列制序列將收到的二進(jìn)將收到的二進(jìn)信息信息交替交替送到送到上下兩個(gè)支路上下兩個(gè)支路OQPSK調(diào)制器方框圖調(diào)制器方框圖OQPSK信號(hào)信號(hào)串串/并變并變換器換器單單/雙極雙極性變換性變換單單/雙極雙極性變換性變換 相移相移 900tfc2cos同相支路同相支路正交支路正交支路tfc2sinnanb7bOQPSKfB89900相移相移tfc2cos抽樣判決抽樣判決抽樣判決抽樣判決并并/串串變換變換接收接收OQPSK

3、恢復(fù)的二恢復(fù)的二進(jìn)制序列進(jìn)制序列同相支路同相支路正交支路正交支路OQPSK信號(hào)的解調(diào)方框圖信號(hào)的解調(diào)方框圖)(tzA)(tzB)(txA)(txB位定時(shí)位定時(shí)1位定時(shí)位定時(shí)2與與QPSK相比相比： （1）位定時(shí)位定時(shí)1與位定時(shí)與位定時(shí)2間隔一個(gè)二進(jìn)制碼元寬度間隔一個(gè)二進(jìn)制碼元寬度 （2）誤比特性能相同）誤比特性能相同bTsTdt0sTdt01011QPSK的相位軌跡的相位軌跡OQPSK的最大相位變化為的最大相位變化為90 /4DQPSK的最大相位變化則為的最大相位變化則為135QPSK的最大相位變化為的最大相位變化為180OQPSK的相位軌跡的相位軌跡 /4DQPSK的相位軌跡的相位軌跡121

4、3112( )cos 2,0 bssEs tf ttTT 222( )cos 2,0 bssEs tf ttTT 2FSK信號(hào)信號(hào)120( ) ( )0sTs t s t dt 兩信號(hào)正交21,1, 2,2smffmT 2112sfffT 最小頻差1212cfff5 . 0Sffhdcfff1dcfff2df:最大頻率偏移最大頻率偏移14)(2cos)(ttfAtsc)(2121fffc( ) t ssTttTht0)0()(“+”：發(fā)送：發(fā)送“1”碼碼“-”：發(fā)送：發(fā)送“0”碼碼 v CPFSK以傳統(tǒng)的角調(diào)制波形式表示：以傳統(tǒng)的角調(diào)制波形式表示：MSK信號(hào)在一個(gè)碼元間隔內(nèi)，相位信號(hào)在一個(gè)碼元

5、間隔內(nèi)，相位 (t)線性變化線性變化 /2h=0.515tbT2bT4bT6bT8bT10調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)h為為0.5時(shí)的相位樹(shù)時(shí)的相位樹(shù)22232232當(dāng)調(diào)制指數(shù)當(dāng)調(diào)制指數(shù)為為0.5時(shí)，時(shí)，在在 的偶數(shù)的偶數(shù)倍處，相位倍處，相位為為0或或 ；在在 的奇的奇數(shù)倍處，相數(shù)倍處，相位為位為 。bTbT2數(shù)字序列：數(shù)字序列：110100001116sskTtTk ) 1()22cos()(kskcMSKtTatftYssTktTk) 1()2()22cos()(11kskcMSKtTatftY條件：相位連續(xù)條件：相位連續(xù)即即 時(shí)相位是連續(xù)的時(shí)相位是連續(xù)的sTkt) 1( 11) 1(2) 1(2ks

6、skksskTkTaTkTa第第k個(gè)碼元：個(gè)碼元：第第k-1個(gè)碼元：個(gè)碼元：2) 1)(11kaakkkk 不是僅僅由碼元不是僅僅由碼元 單獨(dú)決定的，單獨(dú)決定的，而與前面的所有碼元有關(guān)。而與前面的所有碼元有關(guān)。 kka17)22cos()(kskcMSKtTatftYkskckskcMSKtTatftTatftYsin)22sin(cos)22cos()(0 或 kkskcskckskcMSKtTatftTatftTatftYcos)2sin2sin2cos2(coscos)22cos()(181kakskcskckskcMSKtTatftTatftTatftYcos)2sin2sin2cos

7、2(coscos)22cos()(tftTatftTYcskkcskMSK2sin2sincos2cos2coscos深入分析可得：深入分析可得：（1）兩支路數(shù)據(jù)速率是一樣的，都是輸入信息速率的一半。）兩支路數(shù)據(jù)速率是一樣的，都是輸入信息速率的一半。（2）兩支路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)刻不一樣的，相差一個(gè)碼元寬度，即兩支路轉(zhuǎn)）兩支路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)刻不一樣的，相差一個(gè)碼元寬度，即兩支路轉(zhuǎn)換點(diǎn)交替發(fā)生。（與換點(diǎn)交替發(fā)生。（與OQPSK類(lèi)似）類(lèi)似）（3）兩支路上的數(shù)據(jù)與輸入二進(jìn)制比特之間存在差分編碼的關(guān)系。）兩支路上的數(shù)據(jù)與輸入二進(jìn)制比特之間存在差分編碼的關(guān)系。 kIkQ19與與OQPSK相同，相同，交替交替向上下支

8、路向上下支路輸出信號(hào)輸出信號(hào)coscos2sinsin222MSKkckcssYItf tQtf tTTkIkQ2022222222cos 2cos 21616( )1.161.16cbcbMSKbbffTffTPff Tf T與頻率與頻率f 2成成反比反比 與頻率與頻率f 4成反成反比比 帶寬：帶寬：B1.5fb212223高斯低通濾高斯低通濾波器波器GMSK信號(hào)信號(hào)MSK調(diào)制調(diào)制24GMSK：BT 值決定濾波的特性值決定濾波的特性優(yōu)點(diǎn)：對(duì)鄰道干擾小。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)鄰道干擾小。缺點(diǎn)：有碼間串?dāng)_缺點(diǎn)：有碼間串?dāng)_(ISI)。 BT 值越小，碼間串?dāng)_越大。值越小，碼間串?dāng)_越大。應(yīng)用：在應(yīng)用：在GSM制的

9、蜂窩網(wǎng)中制的蜂窩網(wǎng)中采用采用BT = 0.3的的GMSK調(diào)制，以調(diào)制，以得到更大的用戶容量。得到更大的用戶容量。2526原始信號(hào)原始信號(hào)調(diào)制器調(diào)制器調(diào)制：發(fā)送端把基帶信號(hào)頻譜調(diào)制：發(fā)送端把基帶信號(hào)頻譜搬移到給定信道通帶內(nèi)的過(guò)程搬移到給定信道通帶內(nèi)的過(guò)程原始信號(hào)原始信號(hào)解調(diào)器解調(diào)器解調(diào)：在接收端把已搬到給定信道解調(diào)：在接收端把已搬到給定信道通帶內(nèi)的頻譜還原為基帶信號(hào)的過(guò)程通帶內(nèi)的頻譜還原為基帶信號(hào)的過(guò)程2728調(diào)制器m (t )C (t )sm (t )單音正弦波單音正弦波連續(xù)變化的模擬量連續(xù)變化的模擬量：模擬調(diào)制模擬調(diào)制離散的數(shù)字量：離散的數(shù)字量：二進(jìn)制數(shù)字脈沖二進(jìn)制數(shù)字脈沖數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制單頻正弦波