【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0” 。 ? 解調(diào) π/2移相系統(tǒng)的 4PSK信號(hào) ， 除改變移相網(wǎng)絡(luò)和判決準(zhǔn)則外 ， 其他與π/4移相系統(tǒng)相同 。 ? 正交相干解調(diào)法解調(diào) 4PSK信號(hào)存在相位模糊問(wèn)題 。 n?sinn?n?cos4/?4/3?4/5?4/7?符號(hào)相位 極性 極性 判決器輸出 A B + + 1 1 ? + 0 1 ? ? 0 0 + ? 1 0 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 3. 4DPSK信號(hào) ? （ 1） 4DPSK信號(hào)的產(chǎn)生 ? 串 /并變換將串行的二進(jìn)制序列變換為并行的 A、 B兩路序列 。 差分編碼器將兩路并行絕對(duì)碼編碼為兩路差分碼 。 極性變換裝置變換為雙極性碼 。 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? （ 2） 4DPSK信號(hào)的解調(diào) ? π/2移相系統(tǒng) 。 ? ? 設(shè)某一符號(hào)碼元及其前一符號(hào)碼元載波分別為 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 通過(guò)比較前后兩個(gè)符號(hào)碼元載波初相與終相的相位差實(shí)現(xiàn)差分相干解調(diào) 。當(dāng)載波頻率是符號(hào)碼元速率的整數(shù)倍時(shí) ， 本符號(hào)碼元載波初相與前一符號(hào)碼元載波初相的相位差實(shí)際上與前一符號(hào)碼元終相的相位差是等效的 。 θn為本符號(hào)碼元載波初相角； θn－ 1為前一符號(hào)碼元載波初相角 。 ? 經(jīng) ?π/4移相后 ? 乘法器輸出 )co s ()( 00 ni tAt ??? ??)co s ()( 100 ???? nki tATt ???)( ki Tt ??)4co s ( 100 ??? ?? ?ntA)4co s ( 100 ??? ?? ?ntA)42c o s(2)4c o s(2)( 1020220 ??????? ??????? ?? nnnnA tAAty第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? LPF輸出 ? 判決準(zhǔn)則： 采樣值小于 0判為 “ 1”， 采樣值大于 0判為 “ 0”。 )42c o s(2)4c o s(2)( 1020220 ??????? ??????? ?? nnnnB tAAty)4c o s(2)( 120 ??? ??? ?nnA Atx)4c o s(2)( 120 ??? ??? ?nnB Atx相位差 θn－ θn－ 1 cos(θn－ θn－ 1+π/4) 的極性 cos(θn－ θn－ 1π/4) 的極性 判決器輸出 A B 0 + + 0 0 π/2 ? + 1 0 π ? ? 1 1 3π/2 + ? 0 1 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 6． 8． 正交振幅調(diào)制 ? 2ASK頻帶利用率是 1b/s/Hz。 利用正交調(diào)制技術(shù) , 頻帶利用率可提高一倍 。對(duì)于多進(jìn)制 ， 還可提高頻帶利用率 。 正交振幅調(diào)制 (QAM) ： 用兩路基帶信號(hào)對(duì)兩個(gè)正交同頻載波進(jìn)行抑制載波雙邊帶調(diào)幅 。 用于高速傳輸場(chǎng)合 。 ? 方式： 二進(jìn)制 QAM(4QAM) ， 四 進(jìn) 制 QAM(16QAM) ， 八進(jìn)制QAM(64QAM)， ???， 分別有 1 64 ???個(gè)矢量端點(diǎn) ， 信號(hào)矢量端點(diǎn)分布圖稱為 星座圖 。 信號(hào)狀態(tài)和信號(hào)電平之間的關(guān)系： M=m2， m為電平數(shù) ，M為信號(hào)狀態(tài) 。 ? （ a） 4QAM星座圖，（ b） 16QAM星座圖，（ c） 64QAM星座圖。 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 1. QAM信號(hào)的調(diào)制 ? 輸入二進(jìn)制數(shù)字序列通過(guò)串 /并變換 ， 交替選取比特 ， 轉(zhuǎn)換為兩個(gè)獨(dú)立的二進(jìn)制數(shù)據(jù)流 和 ， 速率減半 。 經(jīng) 2/m變換器變?yōu)?m進(jìn)制信號(hào) 和 。 ? QAM信號(hào) )(39。 tx )(39。 ty )(tx)(tyttyttxtQ A M 00 s i n)(c os)()( ??? ??4/7?第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 為 m進(jìn)制碼元間隔。式中 xk和 yk為雙極性 m進(jìn)制碼元。 ? 2. QAM信號(hào)的解調(diào) ? 正交相干解調(diào)。 LPF輸出采樣判決恢復(fù)出 m電平信號(hào) x( t )和 y( t )。 ?????????????????????kmkkmkkTtgytykTtgxtx)()()()(mT第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 幾種調(diào)制方式的頻帶利用率比較 。 在頻帶受限系統(tǒng) ， QAM是一種很有發(fā)展前途的調(diào)制方式 ， 現(xiàn)已有 64QAM、 256QAM等集成芯片 。 調(diào)制方式 編碼 (b) 帶寬 (Hz) 符號(hào)速率 帶寬效率 b/s/Hz BPSK 1 ?s ?s 1 QPSK 2 ?s/2 ?s/2 2 4QAM 2 ?s/2 ?s/2 2 16PSK 4 ?s/4 ?s/4 4 16QAM 4 ?s/4 ?s/4 4 64QAM 6 ?s/6 ?s/6 6 256QAM 8 ?s/8 ?s/8 8 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 6 .9 無(wú)載波幅度相位調(diào)制 ? 同：無(wú)載波幅度相位 （ CAP） 調(diào)制 與 QAM有相同的頻譜特性 、 理論基礎(chǔ)和信號(hào)星座映射關(guān)系 。 ? 異： CAP以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn) ， QAM以模擬方式實(shí)現(xiàn) 。 CAP調(diào)制不用載波表示相位和幅度的變化 ， 也不傳送載波 ， 用幅度特性相同而相位特性不同的兩個(gè)數(shù)字濾波器完成調(diào)制 ， 成本低 。 QAM星座圖映射是不變的； CAP可進(jìn)行相位轉(zhuǎn)換 ， 能適應(yīng)信號(hào)的抖動(dòng) 。 接收端需要監(jiān)測(cè)星座映射的相應(yīng)位置 。 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 6 .10交錯(cuò)正交相移鍵控 ? 現(xiàn)代通信出現(xiàn)的新問(wèn)題：信道的帶限和非線性對(duì)傳輸信號(hào)的影響 。 多進(jìn)制調(diào)制是提高頻帶利用率的一種有效方法 ， 恒包絡(luò)技術(shù)能適應(yīng)信道的非線性 ，頻帶利用率高 。 ? 恒包絡(luò)技術(shù)的已調(diào)波包絡(luò)恒定 ， 通過(guò)非線性部件時(shí) ， 只產(chǎn)生很小的頻譜擴(kuò)展 。 ? 特點(diǎn)： 包絡(luò)恒定或起伏很??；已調(diào)波頻譜具有高頻快速滾降特性 ， 旁瓣小 ，或者幾乎沒(méi)有旁瓣 。 由于 ω＝ dθ(t)/dt， 為控制已調(diào)波的頻譜特性 ， 必須控制它的相位特性 。 ? 1. 交錯(cuò)正交相移鍵控信號(hào)的調(diào)制 ? 4PSK常稱為正交相移鍵控 QPSK（ Quadriphaseshift Keying） ， 頻帶利用率較高 ， 理論值達(dá) 2b/s/Hz。 但當(dāng)碼組 00?11或 01?10時(shí) ， 產(chǎn)生 180?的載波相位跳變 ， 引起包絡(luò)起伏 。 通過(guò)非線性部件 ， 使已經(jīng)濾除的帶外分量又被恢復(fù)出來(lái) ， 導(dǎo)致頻譜擴(kuò)展 ， 增加對(duì)鄰信道的干擾 。 為了消除 180?的相位跳變 ， 提出了交錯(cuò)正交相移鍵控 （ OQPSK） 方式 。 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? OQPSK是對(duì) QPSK的改進(jìn) 。 ? 同： 也是把輸入碼流分成兩路 ， 然后進(jìn)行正交調(diào)制 ， 與 QPSK有同樣的相位關(guān)系 。 ? 異： 同相和正交支路碼流錯(cuò)開(kāi)半個(gè)雙比特碼元周期 ， 每次只有一路可能發(fā)生極性翻轉(zhuǎn) ， 不會(huì)發(fā)生同時(shí)翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象 。 信號(hào)相位只能出現(xiàn) 0?， ?90?跳變 ，不會(huì)出現(xiàn) 180?的相位跳變 。 ? TS/2延遲保證兩支路偏移半個(gè)雙比特碼元周期 。 BPF的作用是形成OQPSK信號(hào)的頻譜形狀 ， 使包絡(luò)恒定 。 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 2. 交錯(cuò)正交相移鍵控信號(hào)的解調(diào) ? 采用正交相干解調(diào)方式解調(diào) 。 Q支路信號(hào)采樣判決時(shí)延遲 TS/2， 保證對(duì)兩支路交錯(cuò)采樣 。 ? OQPSK克服了 QPSK的 180?的相位跳變 ， 信號(hào)通過(guò) BPF后包絡(luò)起伏小 ， 性能得到了改善 ， 受到了廣泛重視 。 但碼元轉(zhuǎn)換時(shí) ， 相位變化不連續(xù) ， 存在90?的相位跳變 ， 高頻滾降慢 ， 頻帶仍然較寬 。 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 6． 11 最小頻移鍵控 ? 相位不連續(xù)的 FSK信號(hào) ， 功率譜產(chǎn)生很大的旁瓣分量 ， 帶限后會(huì)引起包絡(luò)起伏 。 相位連續(xù)的頻移鍵控 （ CPFSK） ： 控制相位的連續(xù)性的數(shù)字頻率調(diào)制 。 ? 在一個(gè)碼元時(shí)間內(nèi) ? 若傳 “ 0”碼載頻為 ω1， 傳 “ 1”碼載頻為 ω2， 偏移為 ??， 上式可寫為 ? ? 比較兩式 ， 在一個(gè)碼元時(shí)間內(nèi) ， 相角 )](c o s [)( 0 ttAtC P F S K ??? ??)]0(c o s [)( 0 ???? ???? ttAtC P F S K??????????2212210?????? ? 初相角 θ(0) 取決于過(guò)去碼元調(diào)制的結(jié)果 ， 它的選擇要防止相位的不連續(xù) 。 ? 對(duì)于 FSK信號(hào) ， 當(dāng) （ n為整數(shù) )時(shí) ， 就認(rèn)為它是正交的 。 為了提高頻帶利用率 ， ??要小 ， 當(dāng) n =1時(shí) ， ??達(dá)最小 ， 有 ? 或者 ? 稱為調(diào)制指數(shù) 。 ? 頻偏 ? 頻差 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) )0()( ??? ???? tt?? nT S ??22/?? ?? sTfSfT ???? 212f?STf 41??STf 212 ??? 它等于碼元速率 1/TS之半 ， 這是最小頻差 。 CPFSK的這種特殊選擇稱為 最小頻移鍵控 (MSK)。 ? 由 ? 代入 ? 若 θ(0)=0 ? 假定 “ ＋ ” 號(hào)對(duì)應(yīng)于 “ 1”碼 ， “ － ” 號(hào)對(duì)應(yīng)于 “ 0”碼 。 將 t =Ts代入前式 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) 2/?? ?? sTST2??＝?)0()( ??? ???? tt)0(2)( ??? ??? tTtstTtS2)( ?? ???????? 02/12/)0()(????sT第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 當(dāng) t0時(shí) ， 由式 可得 θ(t)變化曲線 。 ? 正斜率直線表示傳 “ 1”碼的相位軌跡 ， 負(fù)斜率直線表示傳 “ 0”碼的相位軌跡 。 這種由可能的相位軌跡構(gòu)成的圖形稱為 相位網(wǎng)格圖 。 在一碼元時(shí)間內(nèi) ，相對(duì)于前一碼元載波相位不是增加 π/2， 就是減少 π/2。 θ(t)在每一碼元結(jié)束時(shí)為 π/2的整數(shù)倍 。 tTtS2)( ?? ??第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 將式 擴(kuò)展到多個(gè)碼元時(shí)間 ， 可寫為 ? Pk為二進(jìn)制雙極性碼元 ， 取為 177。 1。 由上式和圖看出 ， θk為截矩 ， 其值為 π的整數(shù)倍 ， 即 θk=kπ。 表明 ， MSK信號(hào)的相位是分段線性變化的 ， 在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻 相位仍然連續(xù) ， 即 ? 將式 代入式 ， MSK表達(dá)式 ? 上式利用三角等式展開(kāi) ， 并注意到 sinθk=0 )0(2)( ??? ??? tTtskkspTtt ??? ?? 2)()(