哈工大電信院移動(dòng)通信其次次作業(yè)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——哈工大電信院移動(dòng)通信其次次作業(yè)第四章

4.1

12ASK2FSK2PSK2DPSK4.2(0,1)(1,1)011001ttttt

(1,1)(0,0)(0,1)C(0,0)BA(1,1)(1,0)D(0,0)(1,0)(1,0)(0,1)(1)QPSK(2)OQPSK(3)π/4-QPSK三種調(diào)制方式的星座圖QPSK相鄰碼元間轉(zhuǎn)變的相移路徑的相位變化為90°或180°，例如從（1,1）變到（0,1），相移路徑從11點(diǎn)旋轉(zhuǎn)90°到01點(diǎn)；從（1,1）變到（0,0），相移路徑11點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°到00點(diǎn)，如圖(1)所示。OQPSK相鄰碼元間轉(zhuǎn)變的相移路徑的相位變化為0°或90°，例如從（1,1）變到（0,1），相移路徑從11點(diǎn)旋轉(zhuǎn)90°到01點(diǎn)；從（1,1）變到（0,0），相移路徑11點(diǎn)旋轉(zhuǎn)0°到00點(diǎn)，如圖(2)所示。π/4-QPSK相鄰碼元間轉(zhuǎn)變的相移路徑與前有很大不同兩個(gè)不同，它是通過兩次跳變才跳轉(zhuǎn)到目的碼元，從圖(3)中可以看出，圖中有8個(gè)相位，4個(gè)為調(diào)制應(yīng)到達(dá)的相位。但在調(diào)制過程中相移的路徑要先經(jīng)過圖中4個(gè)標(biāo)記為○的相位之一。畢竟經(jīng)過哪一個(gè)，要看到前一符號的位置和要到達(dá)的相位，即使它的相位變化路徑最小。例如信號從10變到11，則相移路徑從10先到A點(diǎn)旋轉(zhuǎn)45°，再到11點(diǎn)，又旋轉(zhuǎn)45°。如信號從10變到01，則相移路徑先由10轉(zhuǎn)到B點(diǎn)，變化135°，再從B點(diǎn)旋轉(zhuǎn)45°到01點(diǎn)。它在調(diào)制時(shí)避免了在QPSK中的180°的不連續(xù)相位變化4.4

3π2ππ0T3T5T7T9T11TtMSK信號相位變化圖

4.7

b2b1t0a00t1t2t3t4t5t6b01c10d11

由于TCM編碼器先將k比特輸入信息段分為k1、k2兩段，即k=k1+k2，,前k1比特通過一個(gè)（3,1,3）的卷積編碼器，產(chǎn)生3比特輸出。因此可畫出上面的卷積碼網(wǎng)格圖。由于接收到的序列為111001101011，由維特比算法，求得最大似然路徑為圖中紅色路徑，譯碼得到

的前6比特為010000.

4.8OFDM是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，可以很好的對抗選擇性衰落。其主要思想是把高速的數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換，分派到多個(gè)并行的正交子載波上，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

高速的數(shù)據(jù)流經(jīng)過OFDM后被串并轉(zhuǎn)換，分派到多個(gè)并行的正交子載波上，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。假設(shè)系統(tǒng)總帶寬為B，被分為N個(gè)子信道，則每個(gè)子信道帶寬為B/N，每路數(shù)據(jù)的傳輸速率為系統(tǒng)總的傳輸率的1/N，及符號周期為原來的N倍，遠(yuǎn)大于信道的最大延遲拓展。所以O(shè)FDM系統(tǒng)將寬帶信道轉(zhuǎn)化為大量并行的正交子信道的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了將頻率選擇性信道轉(zhuǎn)化為一系列頻率平坦衰落信道的，減輕了碼間干擾。由于OFDM系統(tǒng)各個(gè)子載波頻譜相互重疊，提高了頻譜利用效率。同時(shí)可以通過在OFDM系統(tǒng)中引入循環(huán)前綴（CP）來消除時(shí)間彌散信道的影響。只要CP長度大于信道最大時(shí)延，就可以完全消除符號間干擾和子載波間干擾。附加題：

1.QPSK的優(yōu)點(diǎn)為具有較高的頻譜利用率，較強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)在電路中易于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是存在相位模糊的問題，導(dǎo)致反向工作；同時(shí)在碼元交替處的載波相位是突變的，產(chǎn)生的180°的載波躍變會(huì)使調(diào)相波的包絡(luò)上出現(xiàn)零點(diǎn)，引起較大的包絡(luò)起伏，其信號功率將產(chǎn)生很強(qiáng)的旁瓣分量。

OQPSK的優(yōu)點(diǎn)是最多只能有?90相位的跳變，相位跳變較小，旁瓣的幅度較小一些。且沒有包絡(luò)零點(diǎn)。缺點(diǎn)是仍沒有實(shí)現(xiàn)相位跳變的連續(xù)變化.

π/4-QPSK的優(yōu)點(diǎn)為既能夠非相干解調(diào)，又能夠非相干解調(diào)，也可以非線性放大，可得到高效率的功放。并且多徑衰落信道中比QPSK性能更好，是適于數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的調(diào)制方式之一。缺點(diǎn)是最大相位跳變?yōu)?35°，恒包絡(luò)特性不如OQPSK。

在衰落信道中一般采用π/4-QPSK的調(diào)制方式更適合，由于多徑衰落使得相干檢測十分困難，從而采用差分檢測，在差分檢測中，OQPSK性能較QPSK差，為了兼顧頻帶效率高，包絡(luò)幅度小和能采用差分檢測，從而選擇π/4-QPSK。2.4ASK信號的一般表達(dá)式為S4ASK（t）?m?t?cos?0t其平均誤碼率為P4ASK??3r?3erfc????4?15?16QAM信號的一般表達(dá)式為S16QAM?t??mI?t?cos?0t?mQ?t?sin?0t因此16QAM信號可看成由同相和正交兩路4ASK信號的疊加而成4ASK碼元判決的正確率為1?P4ASK16QAM碼元判決的正確率為?1?P4ASK?

從而16QAM的誤碼率為：P16QAM?1??1?P4ASK?代入，得到P16QAM22?3r?9??3r??3?erfc?-?erfc????????2?15?16??15????23.OFDM由于引入保護(hù)間隔來消除符號間干擾，導(dǎo)致了子載波間周期個(gè)數(shù)之差不再為整數(shù)，

子載波之間的正交性遭到破壞，不同子載波之間的，會(huì)產(chǎn)生載波間干擾（ICI）。在每個(gè)O)FDM

符號起始位置插入循環(huán)前綴CP消除了ICI。將保護(hù)間隔CP長度去打魚信道最大演示擴(kuò)展長度，可以保證無論從何時(shí)開始，一個(gè)OFDM符號周期內(nèi)均包含完整的子載波信息，保護(hù)了子載波之間的正交性，同時(shí)消除子載波之間干擾。4.

dmiAMdminnAM14-PSK

對于4-PSK，dmin=2AM?1.414AM對于8-PSK,dmin?0.765AM1

由題意，保持dmin不變，1.414AM=0.765AM1

AM1=1.848AM

能量增加了1.8482倍，即3.416倍，也就是增加了5.34dB

5.若信號之間的最小距離為2A，且所有的信號等概率出現(xiàn)，則平均發(fā)射信號功率為

8-PSK

A2S=M??cn=1MM2n2+dn?

對于方形星座圖，其每維有l(wèi)比特，則其平均能量為:

1Sl?M(2A)21l21E??(4?1)=2A?(4l?1)?i233i?1

2A2忽略其常數(shù)項(xiàng)-34l4l+1可得，Sl?,Sl+1?

33即Sl+1?4Sl

當(dāng)l=2,即16QAM，則有：

S16QAM?10A2

S16PSK?26.28A2

6．MPSK的M個(gè)符號以發(fā)生錯(cuò)誤。7.

000—>0100—>-π/4

2?12??的角度平均分布，則若|??>?時(shí)，接收端檢測將=M2MM001—>π/4101—>-π/2

010—>3π/4110—>-π

011—>π/2111—>-3π/4

所以發(fā)送序列：初始狀態(tài)：s(k-1)=Aej?/4

s(k)=Aej(-?/4)s(k+1)=Aej(?/4??/2??)?Aej3?/4s(k+2)=Aej?/2

s(k+3)=Aej?0s(k+4)=Aej?

8.(1)\\(2)

0001000110111011(3)

01

0