通信原理现代数字调制

1、1无线通信教研室张伟明理 工 大 学 通 信 工 程 学 院理 工 大 学 通 信 工 程 学 院23当相邻码元间发生当相邻码元间发生180相相移时，限带后的包络甚至会移时，限带后的包络甚至会出现包络为出现包络为0的现象的现象 4QPSK信号输入数据的串信号输入数据的串/并变换并变换QPSK信号是用正交调制方法产生的，其原理是先对输入数据作串/并变换，即将二进制数据每两比特分组 每相隔每相隔Ts，相位，相位跳变量可能为跳变量可能为 90或或 180使得星座图中信使得星座图中信号点只能沿正方号点只能沿正方形的四个边移动，形的四个边移动，不再会出现没对不再会出现没对角线移动角线移动 发生对角过渡，

2、发生对角过渡，180相移时，限带相移时，限带之后所形成的包络起之后所形成的包络起伏达到最大伏达到最大 5OQPSK输入数据的串输入数据的串/并变换后再交错并变换后再交错6输入二进输入二进制序列制序列将收到的二进将收到的二进信息信息交替交替送到送到上下两个支路上下两个支路OQPSK调制器方框图调制器方框图OQPSK信号信号串串/并变并变换器换器单单/双极双极性变换性变换单单/双极双极性变换性变换 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抽样判决抽样判决抽样判决抽样判决并并/串串变换变换接收接收OQPSK

3、恢复的二恢复的二进制序列进制序列同相支路同相支路正交支路正交支路OQPSK信号的解调方框图信号的解调方框图)(tzA)(tzB)(txA)(txB位定时位定时1位定时位定时2与与QPSK相比相比： （1）位定时位定时1与位定时与位定时2间隔一个二进制码元宽度间隔一个二进制码元宽度 （2）误比特性能相同）误比特性能相同bTsTdt0sTdt01011QPSK的相位轨迹的相位轨迹OQPSK的最大相位变化为的最大相位变化为90 /4DQPSK的最大相位变化则为的最大相位变化则为135QPSK的最大相位变化为的最大相位变化为180OQPSK的相位轨迹的相位轨迹 /4DQPSK的相位轨迹的相位轨迹121

4、3112( )cos 2,0 bssEs tf ttTT 222( )cos 2,0 bssEs tf ttTT 2FSK信号信号120( ) ( )0sTs t s t dt 两信号正交21,1, 2,2smffmT 2112sfffT 最小频差1212cfff5 . 0Sffhdcfff1dcfff2df:最大频率偏移最大频率偏移14)(2cos)(ttfAtsc)(2121fffc( ) t ssTttTht0)0()(“+”：发送：发送“1”码码“-”：发送：发送“0”码码 v CPFSK以传统的角调制波形式表示：以传统的角调制波形式表示：MSK信号在一个码元间隔内，相位信号在一个码元

5、间隔内，相位 (t)线性变化线性变化 /2h=0.515tbT2bT4bT6bT8bT10调制指数调制指数h为为0.5时的相位树时的相位树22232232当调制指数当调制指数为为0.5时，时，在在 的偶数的偶数倍处，相位倍处，相位为为0或或 ；在在 的奇的奇数倍处，相数倍处，相位为位为 。bTbT2数字序列：数字序列：110100001116sskTtTk ) 1()22cos()(kskcMSKtTatftYssTktTk) 1()2()22cos()(11kskcMSKtTatftY条件：相位连续条件：相位连续即即 时相位是连续的时相位是连续的sTkt) 1( 11) 1(2) 1(2ks

6、skksskTkTaTkTa第第k个码元：个码元：第第k-1个码元：个码元：2) 1)(11kaakkkk 不是仅仅由码元不是仅仅由码元 单独决定的，单独决定的，而与前面的所有码元有关。而与前面的所有码元有关。 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）两支路数据速率是一样的，都是输入信息速率的一半。）两支路数据速率是一样的，都是输入信息速率的一半。（2）两支路数据转换时刻不一样的，相差一个码元宽度，即两支路转）两支路数据转换时刻不一样的，相差一个码元宽度，即两支路转换点交替发生。（与换点交替发生。（与OQPSK类似）类似）（3）两支路上的数据与输入二进制比特之间存在差分编码的关系。）两支路上的数据与输入二进制比特之间存在差分编码的关系。 kIkQ19与与OQPSK相同，相同，交替交替向上下支

8、路向上下支路输出信号输出信号coscos2sinsin222MSKkckcssYItf tQtf tTTkIkQ2022222222cos 2cos 21616( )1.161.16cbcbMSKbbffTffTPff Tf T与频率与频率f 2成成反比反比 与频率与频率f 4成反成反比比 带宽：带宽：B1.5fb212223高斯低通滤高斯低通滤波器波器GMSK信号信号MSK调制调制24GMSK：BT 值决定滤波的特性值决定滤波的特性优点：对邻道干扰小。优点：对邻道干扰小。缺点：有码间串扰缺点：有码间串扰(ISI)。 BT 值越小，码间串扰越大。值越小，码间串扰越大。应用：在应用：在GSM制的

9、蜂窝网中制的蜂窝网中采用采用BT = 0.3的的GMSK调制，以调制，以得到更大的用户容量。得到更大的用户容量。2526原始信号原始信号调制器调制器调制：发送端把基带信号频谱调制：发送端把基带信号频谱搬移到给定信道通带内的过程搬移到给定信道通带内的过程原始信号原始信号解调器解调器解调：在接收端把已搬到给定信道解调：在接收端把已搬到给定信道通带内的频谱还原为基带信号的过程通带内的频谱还原为基带信号的过程2728调制器m (t )C (t )sm (t )单音正弦波单音正弦波连续变化的模拟量连续变化的模拟量：模拟调制模拟调制离散的数字量：离散的数字量：二进制数字脉冲二进制数字脉冲数字调制数字调制单频正弦波