第8章14改第新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)

1第82第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技8.1正交振幅調(diào)制sk(t)

Ak

k

kT

式中，k整數(shù)；Ak和ksk(t)

Akcos

cos0t

0t令Xk= Yk=-sk(t)

Xk

0t出，sk(t)可以看作是兩個(gè)正交的振幅鍵控信號(hào)之和3第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技矢量所以，QPSK信號(hào)就是一種最簡(jiǎn)單的QAM信號(hào)4第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技QA616QAM，5第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技64QAM信號(hào)矢量 256QAM信號(hào)矢量6第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技 7第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技復(fù)合相移法：它 第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技

d1

AM8

d2

23

d2和d1的比值

第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技

第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技按上兩式計(jì)算，d2超過(guò)d1約1.57dB。但是，這時(shí)是在最大2.55dB。因此，在平均功率相等條件下，16QAM比信號(hào)的噪聲容限大4.12dB第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技A為9600b/s的16QAM方案，其載頻為1650Hz，濾波器帶寬為2400HzA(a)傳輸頻 (b)16QAM星第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技8.2最小頻移鍵控 最小頻移鍵第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技8.2.1正交2FSKs(t)

A

1

當(dāng)發(fā)送0Acos(0

0

當(dāng)發(fā)送“0”Ts[cos(t)cos(t

)]dt

)t

]

)t

]}dt2

sin[(10)Ts10]sin[(10

10]sin(10

sin(10

第7章數(shù)字帶通傳輸系7.2.2二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK)信sT(t信

yi(t)

帶2cos1t 帶

抽器抽器濾濾濾(t)

y2(t)

2

x2(t)第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技sin[(10)Ts10]sin[(10)Ts10]1sin(10)sin(10

11 1cos(10)sin(10)Tssin(10)[cos(10)Ts1]由于1和0是任意常數(shù)，故必須同

0)Ts

0)Ts

0

f1f0m/所以，當(dāng)取m11/Ts 第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技可以令1-0=0。于是，下式

0)

0

0

0

1]

0)Tsf1f0 n/隔等于12Ts第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技8.2.2MSKsk(t)

cos(ct

tk

(k

t

式中，cak1（當(dāng)輸入碼元為“1”ak1當(dāng)輸入碼元為“0”ak1Tsk－第k個(gè)碼元的初始相位，它在一個(gè)碼元寬第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技sk(t)

cos(ct

tk

(k

t

由上式可以看出，當(dāng)輸入碼元為“1”時(shí)，ak=+1，故碼元頻率f1等于fc+1/(4Ts)；當(dāng)輸入碼元為“0”ak=-1，故碼元頻率f0等于fc1/(4Ts)f1和f0的差等于1(2Ts)。kff 1, k

k fk

1,

cc

頻率間隔 f 由此可見(jiàn)，MSK信號(hào)是2FSK信號(hào)第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技sk(t)

cos(ct

tk

(k

t

sk(t)

kk

當(dāng)當(dāng)

(k

t

f1f0

fc1/(4Tsfc1/(4Ts

0

2k]sin[(10

k]

sin(2k)

10

10

(10

(10第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技

0

2k]sin[(10

k]

sin(2k)

10

10

(10

10上式左端 分別等于零，所以將第3項(xiàng)sin(2k)=0的sin(2cTs)

n

4

n

期數(shù)必須是14周期的整數(shù)倍fc

m) 式中，N―正整數(shù)；m=0,1,2, 第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技

m1

N

式中，T11f1；T01元包含的正弦波數(shù)均相差1/2個(gè)周期。例如，當(dāng)N=1，m=第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技 c

k

c

ak

k1

a

k1

當(dāng)

k

k

k-1

k

當(dāng)

第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技k

下 ask(t)cos(ct tk)sk(t)cos[ctk

(k

tk(t)

ak

tkk(t)稱作第k個(gè)碼元的附加相位第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技k(t)

ak

tk照相位連續(xù)性的要求，在第k-1個(gè)碼元的末尾，即當(dāng)t=(k-相位k(kTs)。所以，每經(jīng)過(guò)一個(gè)碼元的持續(xù)時(shí)間，MSK碼元的附加相位就改變/2；若ak=+1，則第k個(gè)碼元的附加相位增加/2；若ak1，則第k個(gè)碼元的附加相位減小/2按照這一規(guī)律，可以畫出MSK信號(hào)附加相位k(t)的軌跡第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技圖中給出的曲線所對(duì)應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)序列是：ak00第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技00第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技0頻率間隔 f 圖6.3-3MSK信號(hào)的頻率間隔與波MSK信號(hào)的特MSK已調(diào)信號(hào)的振幅是恒定的在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻信號(hào)的相位是連續(xù)的，或者說(shuō)，信號(hào)的波形沒(méi)有突跳。

，相應(yīng)以載波相位為基準(zhǔn)的信號(hào)相位(相位）一個(gè)碼元周期內(nèi)準(zhǔn)確地線性變化 2在一個(gè)碼元期間內(nèi)，信號(hào)應(yīng)包括四分之一載波周期的整數(shù)倍。例題第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技8.2.3MSKsk(t)

pk

tcosss

tsinss

(k

t

差編 差編

振振

MSK信振振變移移濾

第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技8.2.4MSK密度Ps(f)32Tcos2(

f)T2Ps(f)

s

ss 116(s

)2T2–fs)。第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技對(duì)于QPSK、OQPSK、MSK：B 對(duì)于 B 對(duì)于MSK： B1.2/Ts 對(duì)于QPSK及OPQSK： B6/Ts 對(duì)于BPSK： B9/Ts 第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技8.2.5MSK第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技 最小頻移鍵型的低通濾波器。這樣的體制稱 最頻移鍵控(GMSK)GMSK調(diào)制器原理框第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技 型 H(f)exp[(ln2/2)(f/B)2式中，B3dB 2

ln2 由于h(t) 低通濾波器傳輸特 低通濾波器沖激響第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技得到的結(jié)果也示于上圖中。仿真時(shí)采用的BTs=0.3，即濾波器的3dB帶寬B等于碼元速率的0.3倍。在GSM制的蜂窩網(wǎng)中就是采用BTs=0.3的GMSK調(diào)制，這是為了得到更大的用 間串?dāng)_。BTs值越小，碼間串?dāng)_越大。BTs值越小，輸出功率譜密度越緊湊。所以，GMSK信號(hào)頻譜圖6.3-9GMSK信號(hào)的功率譜密第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技8.3正交頻分復(fù)8.3.1概單載波調(diào)制和多載波調(diào)制比由于信道特性|C(f)|不理想，產(chǎn)生碼間串?dāng)_第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技多載波調(diào)制原ftftBtf圖8-1213多載波調(diào)制原 第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技正交頻分復(fù)用(OFDM)：一類多載波并行調(diào)制體OFDM離各路信號(hào)OFDM的缺點(diǎn)信號(hào)峰值功率和平均功率的比值較大，這將會(huì)降低頻功率放大器的效率 第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技8.3.2OFDM的基本原表示設(shè)在一個(gè)OFDM系統(tǒng)中有N的子載波xk(t)

cos(2fktk

k0,1,

N1式中，Bk－第k路子載波的振幅，它受基帶碼元的調(diào)fkk路子載波的頻k－第k路子載波的初始相則在此系統(tǒng)中的N路子信號(hào)之和可以表示Ns(t)＝xk(t)k

Nk

k

s(t)

Nk

ej2fkt第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技Ns(t)

k

ej2fkt式中，kk此，上式右端是一個(gè)復(fù)函數(shù)。但是，物理信號(hào)st數(shù)據(jù)k應(yīng)該使上式右端的虛部等于零。如何做到這一點(diǎn)，將在以后討論。第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技正交條T交的條件T

t

)

it

)dtTT0cos(2fktk)cos(2fitiTTT T

f)t]dt

f)t)dt2

2

它的積分結(jié)果sin2(fkfi

i

sin2(fkfi

i2(fkfi

2(fk

fi

i2(fk

fi

2(fkfi 第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技sin2(fkfi

i

sin2(fkfi

i2(fkfi

2(fk

fisinkisin

i2(fk

fi

2(fkfi令上式等于0(fk

fi)Ts

(fk

fi)Ts其中m整數(shù)和n整數(shù)；并且k和i由上式解出，要fk=(m+n)/2Ts，fi=(m–fk=k/2Ts，式中k=頻間隔ffkfin/Ts，故要求的最小子載頻間隔fmin=這就是子載頻正交的條件 第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技OFDM的頻域特設(shè)在一個(gè)子信道中，子載波的頻率為fk、碼元持續(xù)fftt 第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技在OFDM中，各相鄰子載波的頻率間隔等于最小容許間f1/f 雖然由圖上看各路子波的頻譜 ，但是實(shí)上在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)它們是正交的。故在接收端很容易利用此正交特將各路子波分離開(kāi)。用這樣密的子載頻并且在子信道間不需要保護(hù)頻帶間隔，因此能夠充分利用頻帶。這是OFDM的一大優(yōu)點(diǎn) 第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技i可以取任意值而不影響正交性第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技OFDM體制的頻帶利用間為Ts，每路子載波均采用M進(jìn)制的調(diào)制，則它占用B頻帶寬度等B

N頻帶利用率為單位帶寬傳輸?shù)谋忍芈?Nlog2M

B/

N 當(dāng)N很大時(shí)，B/

log2若用單個(gè)載波的M進(jìn)制碼元傳輸，為得到相同的傳輸速率，則碼元持續(xù)時(shí)間應(yīng)縮短為(Ts/N)，而占用帶寬等于B/

Nlog2

2N

1 OFDM第8章新型數(shù)字帶通調(diào)制技8.3.3OFDM的實(shí)現(xiàn)：以MQAM調(diào)制為復(fù)習(xí)DFT公設(shè)一個(gè)時(shí)間信