第3章數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)-wenkub
2022-10-09 16:13:44 本頁面
【正文】 離散線譜，且當(dāng) h＜，大部分功率譜位于 2fb頻帶內(nèi)；當(dāng) h較大時，大部分功率譜位于 (2+h)fb頻帶內(nèi)；如 h是整數(shù)，則出現(xiàn)載頻線譜。 （ 2）若兩個載頻之差較小，則連續(xù)譜呈現(xiàn)單峰；若載頻相差增大，則連續(xù)譜出現(xiàn)雙峰。 FSK信號分為相位連續(xù)的 FSK信號和相位跳變的 FSK信號。其中，多載波 16QAM調(diào)制技術(shù)將載波頻道分為 M個子信道，按頻分設(shè)計 M 個 16QAM信道，能適應(yīng)多徑時延擴(kuò)散且不需構(gòu)造復(fù)雜的均衡器，已經(jīng)在數(shù)字移動通信中使用；正交頻分復(fù)用（ OFDM）、多載波碼分多址（ MCCDMA）等，亦已成為受到廣泛關(guān)注的調(diào)制策略。若采用 64QAM，低于模擬語音的頻帶寬度。恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)的功率放大器工作在 C類，具有帶外輻射低、接收機(jī)電路簡單等優(yōu)點，但其頻帶利用率比線性調(diào)制技術(shù)稍差一些。 一般的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，如幅移鍵控（ ASK）、相移鍵控（ PSK）和頻移鍵控（ FSK），因傳輸效率低而無法滿足移動通信的要求。因此，必須根據(jù)抗衰落和干擾能力來優(yōu)選調(diào)制方案。移動通信是一種多波道系統(tǒng)，調(diào)制信號功率譜帶外輻射對鄰道產(chǎn)生干擾，使性能下降。其他調(diào)制方式，如差分（相對）相移鍵控（ DifferentialPSK， DPSK）、正交（四相）相移鍵控（ QuatemaryPSK， QPSK）和交錯（偏置）正交（四相）相移鍵控（ OffsetQPSK， OQPSK）都是 PSK的改型；而高斯型最小頻移鍵控（ GMSK）是 FSK的改型。 第 3章 移動通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 下面介紹數(shù)字調(diào)制基本原理。 （ 2）抗干擾，即功率有效性。通常，把數(shù)字調(diào)制與解調(diào)合起來稱為數(shù)字調(diào)制，把包括調(diào)制和解調(diào)過程的傳輸系統(tǒng)稱為數(shù)字信號的頻帶傳輸系統(tǒng)。第 3章 移動通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 第 3章 數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù) 概述 數(shù)字頻率調(diào)制 數(shù)字相位調(diào)制 正交振幅調(diào)制（ QAM） 第 3章 移動通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 概 述 要使數(shù)字信號在有限帶寬的信道中傳輸，就必須用數(shù)字信號對載波進(jìn)行調(diào)制，即用數(shù)字信號來調(diào)制某一較高頻率的正弦或脈沖載波，使已調(diào)信號能通過帶限信道傳輸。 第 3章 移動通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 數(shù)字調(diào)制的功能和要求如下： （ 1）頻譜搬移。調(diào)制要求已調(diào)波功率譜的主瓣占有盡可能多的信號能量，且波瓣窄，具有快速滾降特性；另外要求帶外衰減大，旁瓣小，這樣對其他通路干擾小。 通常，一個正弦波可用下式表示： S(t)=A(t)sin［ ωt+φ(t)］ （ ） :變量 t代表時間， A是正弦波的振幅， ω是角頻率，φ是相位。各類二進(jìn)制調(diào)制原理的波形如圖 31所示。為了保證數(shù)字信息傳輸質(zhì)量，信號功率與干擾功率之比應(yīng)大于 20dB，考慮到移動臺運動時的衰落深度可達(dá) 20～ 40dB，所以要求已調(diào)信號在鄰道的總輻射干擾低于 20～ 40dB。誤碼性能的好壞實際上反映了信號的功率利用率的高低。為此，需要專門研究一些抗干擾性能強(qiáng)、誤碼性能好、頻譜利用率高的調(diào)制技術(shù)，盡可能地提高單位頻帶內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的比特速率，以適應(yīng)移動通信的要求。 ②線性調(diào)制技術(shù)（已調(diào)信號的幅度隨調(diào)制信號線性變化）。但是，當(dāng)頻譜效率提高時，解調(diào)器的復(fù)雜度和比特差錯率（ BER）的增大已明顯變成了制約因素。圖 32所示為數(shù)字調(diào)制技術(shù)的分類。 FSK信號的波形及功率譜如圖 33所示。相位不連續(xù)的 2FSK信號的帶寬約為 )2()(22 21 ??????? hffffffB bbDb() 其中，221fff D?? 稱為頻偏；bfffh21?? 稱為偏移指數(shù)（偏移率或調(diào)制指數(shù)）； bf 為輸入信碼的速率。 第 3章 移動通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 相位不連續(xù)的 2FSK信號，只要利用數(shù)據(jù)信號來選通兩個獨立的振蕩源 ,便可獲得所需的調(diào)頻信號；相位連續(xù)的2FSK信號可通過一只電壓控制的振蕩器來實現(xiàn)。令 kkbk taT ??? ??2 bkT ≤ t ≤ bTk )1( ? （ ) 上式為一直線方程，斜率為bT2?? ，截距為 k? 。式 ()表明：本比特內(nèi)的相位常數(shù)不僅與本比特區(qū)間的輸入有關(guān)，還與前一個比特區(qū)間內(nèi)的輸入及相位常數(shù)有關(guān)。 178。 178。 第 3章 移動通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 MSK信號表達(dá)式可正交展開為 tTtQtTtItTtatTttaTttScbkcbkcbkkcbkkkbcM S K?????????????s i n2s i nc o s2c o ss i n2s i nc o sc o s2c o sc o s2c o s)(?????????????????????????????????????????????() 第 3章 移動通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 其中 , ???????????1111kkkkkkk aakaa????Ik為同相分量， Qk為正交分量。若輸入數(shù)據(jù) dk經(jīng)過差分編碼（ ak=dkdk1）后，再進(jìn)行 MSK調(diào)制，則只要對 cosφk和 akcosφk交替取樣，就可恢復(fù)輸入數(shù)據(jù) dk。從圖中可以看出，與 QPSK相比， MSK信號的功率譜具有較寬的主瓣，其第一個零點出現(xiàn)在 (ffc)=處，而 QPSK信號的第一個零點出現(xiàn)在 (ffc)=。 這就要求在保持 MSK基本特性的基礎(chǔ)上，對 MSK的帶外頻譜 實際上， MSK信號可以由 FM調(diào)制器來產(chǎn)生， MSK信號在碼元轉(zhuǎn)換時刻雖然保持相位連續(xù)，但相位變化是折線，在碼元轉(zhuǎn)換時刻會產(chǎn)生尖角，使其頻譜特性的旁瓣滾降緩慢，帶外輻射還相對較大?？梢?， GMSK消除了MSK相位途徑在碼元轉(zhuǎn)換時刻的相位轉(zhuǎn)折點。 GMSK信號的功率譜密度如圖 310所示。 GMSK調(diào)制方式能夠滿足移動通信環(huán)境下對鄰道干擾的嚴(yán)格要求，它以良好的性能被泛歐數(shù)字蜂窩移動通信標(biāo)準(zhǔn)（ GSM GMSK信號的解調(diào)可以采用正交相干解調(diào)電路，但在移動通信中相干載波的提取比較困難，通常采用比特延遲差分檢測法。因為在發(fā)送端調(diào)制時的規(guī)律是：當(dāng)輸入為“ +1”時， θ(t)增大；當(dāng)輸入“ 1”時， θ(t)減小。相對調(diào)相實際上就是原始信碼經(jīng)過相對碼變換后再進(jìn)行絕對調(diào)相，通常采用相對調(diào)相的目的是為了克服絕對調(diào)相時在接收端出現(xiàn)的相位模糊問題。已調(diào)信號有四種不同的相位值，與四進(jìn)制數(shù)字信號相對應(yīng)。 OQPSK調(diào)制與 QPSK調(diào)制類似，不同之處是在正交支路引入了一個比特（半個碼元）的時延，這使得兩個支路的數(shù)據(jù)不會同時發(fā)生變化，因而不可能像 QPSK那樣產(chǎn)生 177。 第
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