【正文】 ?? ? ? ? ???? ? ? ? ???? ? ? ? ??1111c os sinc os sink k k k kk k k k kU U VV V U????????? ? ? ???? ? ? ??上 式 改 寫 為96 π/4DQPSK調(diào)制 上式表明了前一碼元兩正交信號幅度 Uk1 和 Vk1 與當(dāng)前碼元兩正交信號幅度 Uk 和 Vk 之間的關(guān)系，它取決于相位跳變量△ θk 。 同時，由于△ θk 又取決于信號變換電路輸入的碼組 SI、SQ，它們間的關(guān)系如下表所示。 97 π/4DQPSK調(diào)制 表 2 8 π/4DQPSK的相位跳變規(guī)則 98 ? π/4DQPSK的相位跳變規(guī)則 ? 上述規(guī)則決定了在碼元轉(zhuǎn)換時刻的相位跳變量只有 177。 π/4 、 177。 3π/4四種取值，且信號相位必在 “?！焙汀?.”之間跳變。 ? 另外， Uk和 Vk只可能有 五種取值，分別對應(yīng) 8個相位點的坐標值 120 , , 1?? π/4DQPSK調(diào)制 99 ?k?k 為了進一步改善已調(diào)信號的功率譜特性，可用低通濾波器將對 Uk和 Vk的五電平信號進行平滑處理，使加到正交調(diào)制器的信號沒有幅值的突變，而在 五種取值中平滑變化。 120 , , 1?? π/4DQPSK調(diào)制 100 π/4DQPSK調(diào)制 在美國的 IS136數(shù)字蜂窩網(wǎng)中，規(guī)定這種濾波器應(yīng)具有“線性相位特性和平方根升余弦”的頻率響應(yīng)，它的傳輸函數(shù)為： 1211 , 02( 2 1 ) 11| ( ) | { 1 si n[ ] } ,2 2 210,2ssssssfTfTG f fTTfTT?? ???????????? ? ???? ? ? ???? ??????其 中 ， 為 符 號 周 期 ； 滾 降 因 子 ；101 設(shè)此 LPF的矩形脈沖響應(yīng)函數(shù)為 g(t)，則最后形成的 π/4DQPSK信號可表達為： π/4DQPSK調(diào)制 ( ) ( ) c os( )( ) c os c os ( ) sin sins c kks c k s c kkkS t g t k T tg t k T t g t k T t??? ? ? ?? ? ?? ? ? ????102 π/4 – DQPSK 的檢測 可采用相干檢測、差分檢測或鑒頻器檢測等。由于π/4 – DQPSK 中的信息完全包含在載波的相位跳變中，因此便于采用差分檢測。 下面分別介紹幾種檢測方式。 π/4DQPSK調(diào)制 103 π/4DQPSK調(diào)制 ? π/4 – DQPSK 的檢測 ? 基帶差分檢測 ? 中頻差分檢測 ? 鑒頻器檢測 104 （ 1）基帶差分檢測 圖 2 27 基帶差分檢測框圖 Sk( t )L P FL P F解 碼 電 路判 決 電 路判 決 電 路并/串 變 換WkZkXkYkc os[ ]c t?? ?si n[ ]c t?? ?信 息 輸 出估 計 π/4DQPSK調(diào)制 105 設(shè)接收信號為： 1212( ) c os [ ] , ( 1 )c os ( ) s i n( )k c k s skkkkS t t k T t k TWZ??????? ? ? ? ?????在 同 相 支 路 ， 與 本 地 載 波 相 乘 ，經(jīng) 過 低 通 濾 波 器 后 ， 得 ：同 理 ， 正 交 支 路 濾 波 后 的 低 頻 信 號 為 ： π/4DQPSK調(diào)制 106 π/4DQPSK調(diào)制 1111kkkk k k k kk k k k kVarc tgUX W W Z ZY Z W W Z??????? ? ? ???? ? ? ??式 中 ：令 解 碼 電 路 的 運 算 規(guī) 則 為 ：107 1114411144c os( ) c ossi n( ) si n0 1 0 10 1 0 1k k k kk k k kkkkkXYXYXY? ? ?? ? ???? ? ? ???? ? ? ??? ? ? ?????????可 得 到 ：判 決 如 下 ：， 判 “ ” ， 判 “ ”；， 判 “ ” ， 判 “ ”將 獲 得 的 結(jié) 果 經(jīng) 過 并 串 變 換 ， 即 可 恢 復(fù)所 傳 輸 的 數(shù) 據(jù) 。 π/4DQPSK調(diào)制 108 （ 2）中頻差分檢測 圖 2 28 中頻差分檢測原理框圖 信 息 輸 出S k ( t )180。180。L P FL P F帶通濾波判決電路判決電路并 / 串變換X kY k延遲 Tsπ / 2 相移估 計 π/4DQPSK調(diào)制 109 π/4DQPSK調(diào)制 ? 輸入信號 經(jīng)兩個支路相乘后的信號分別為： ( ) c os[ ]k c kS t t????11c o s ( ) c o s [ ( ) ]s in ( ) c o s [ ( ) ]c k c s kc k c s kt t Tt t T? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?經(jīng)低通濾波后所得的低頻分量為（取 ）： 2csTn???kkkkX ??? ???? ? c os21)c os (211kkkkY ??? ???? ? s i n21)s i n(211后面的判決過程與基帶差分檢測完全一樣。 由上圖可見，此方案的優(yōu)點是不用產(chǎn)生本地載波。 110 （ 3）鑒頻器檢測 圖 2 33 鑒頻器檢測框圖 π/4DQPSK調(diào)制 帶 通 濾 波 并 / 串 變 換鑒 頻 器 積 分 清 除 模2 ?接 收 信 號 判 決 輸 出111 ? 理想的鑒頻器特性為 dttdt )()( ?? ?經(jīng)過積分和采樣后有 ? ? ????? ss TkkT kkk dtt)1( 1)( ????? π/4DQPSK調(diào)制 112 若直接根據(jù) Δθ′k進行判決 ， 就可能出現(xiàn)錯判 。 例如 ， θk=10176。 , θk1=340176。 ， 則 Δθ′k=10176。 340176。 =330176。 ， 但實際的相差僅為 30176。 。 因此 ， 在差分相位解碼前要加入一個模 2π的校正電路 。 其校正規(guī)則如下： 如果 Δθ′k＜ 180176。 , 則 Δθ′k=Δθ′k+360176。 如果 Δθ′k＞ 180176。 , 則 Δθ′k=Δθ′k360176。 π/4DQPSK調(diào)制 113 ? π/4DQPSK檢測小節(jié) ? 計算機模擬表明，以上三種檢測是等效的 ? 在基帶差分檢測中，設(shè)計難點在于本地振蕩器的設(shè)計 ? 在中頻差分檢測、鑒頻器檢測中，設(shè)計難點在于 BPF的設(shè)計 ? 差分檢測硬件簡單，適用于衰落信道 π/4DQPSK調(diào)制 114 π/4 – DQPSK 調(diào)制 π/4 – DQPSK 的誤碼性能 ? π/4DQPSK在理想高斯信道條件下系統(tǒng)的抗噪聲性能。 基帶差分檢測的誤比特率為： bb eIIePbbkkkbe?? ??? 2002 )2(21)2()12()( ???? ??? ?115 圖 2 34 π/4DQPSK的誤比特率性能及頻 差 Δf引起的 相位漂移 Δθ=ΔfTs 0 2 4 6 8 10 12 14( Eb/ N0) / dBPe10 610 510 410 310 210 11000050100150200250?? f Ts= π/4 – DQPSK 調(diào)制 116 第二章無線系統(tǒng)中的調(diào)制技術(shù) 概述 數(shù)字頻率調(diào)制 數(shù)字相位調(diào)制 正交幅度調(diào)制 117 正交幅度調(diào)制 ? “正交幅度調(diào)制（ QAM： quadrature amplitude modulation）”，通過對相位和振幅的聯(lián)合控制，即它同時利用了載波的幅度和相位來傳遞信息比特，因此在最小距離相同的條件下， QAM星座圖中可以容納更多的星座點，從而可在限定的頻帶內(nèi)傳輸更高速率的數(shù)據(jù)。 ( ) c os si n[ c os si n ]0 , 1 , 2 , ...,m c m cm c m csy t A t B tA d t e tt T m M????????? ? ?Am、 Bm ：離散振幅； Ts：碼元寬度； M： Am、 Bm的電平數(shù)； A：固定振幅； （ dm ,em ）：由輸入數(shù)據(jù)所決定，它們決定已調(diào) QAM信號在信號空間中的坐標點； 118 正交幅度調(diào)制 并 / 串變換L 2 電平轉(zhuǎn)換L 2 電平轉(zhuǎn)換LTPLTP（ b ） 解調(diào)器180。180。載波恢復(fù)位定時恢復(fù)（ L 1 ） 個門限電平判決器（ L 1 ） 個門限電平判決器串 / 并變換180。180。?QAM 信號輸出C o s ωct S i n ωct2 L 電平轉(zhuǎn)換2 L 電平轉(zhuǎn)換預(yù)調(diào)制LTP預(yù)調(diào)制LTP（ a ） 調(diào)制器解 調(diào) 輸 出接 收 信 號輸 入 信 息圖 231 QAM調(diào)制解調(diào)原理框圖 119 正交幅度調(diào)制 ? 把信號矢量端點的分布圖稱為星座圖。 QAM是用兩路獨立的基帶信號對兩個相互正交的同頻載波進行抑制載波雙邊帶調(diào)幅，利用這種已調(diào)信號的頻譜在同一帶寬內(nèi)的正交性，實現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息傳輸。目前，該調(diào)制方式正得到日益廣泛的應(yīng)用，它的星座圖通常為矩形，也稱為“方形星座圖”，如圖 232所示。比如有 4QAM、 l6QAM、 64QAM、 256QAM等，它們分別對應(yīng)、 1 6 256個矢量端點。從圖 232中可以看出，電平數(shù) L和信號矢量端點 M之間的關(guān)系是 。對于 4QAM，當(dāng)兩路信號幅度相等時，其產(chǎn)生、解調(diào)、性能及相位矢量均與 4PSK相同。 2ML?120 正交幅度調(diào)制 M = 4M = 1 6M = 6 4M = 2 5 6 圖 232 QAM信號的星座圖 121 正交幅度調(diào)制 ? 由圖 232可見，假設(shè)已調(diào)信號的最大幅度為 1，可以算出MQAM信號方形星座圖上的信號點間的最小距離為： 2211M Q A Md LM?? ??其中 L為星座圖上信號點在橫軸和縱軸上投影的電平數(shù)。 同理，因 MPSK的所有的星座點只能分布在半徑相同的圓周上，因此不難得出MPSK時星座圖上信號點間的最小距離為： 2 s in ( )M P S Kd M??當(dāng) M＝ 4的時候， ；即 4PSK和 4QAM信號具有相同的星座圖。當(dāng) M4 時， ，這說明 MQAM信號的抗干擾能力優(yōu)于MPSK信號。 44Q AM PSKdd?M QA M M PSKdd?122 正交幅度調(diào)制 ? 例如，當(dāng)時，畫出 16QAM和 16PSK的信號星座圖如圖 233所示。 y1 6 P S Kx11 6 Q A Mxy1圖 233 16QAM和 16PSK信號的星座圖 123 1622 0 .4 71 1 6 1Q A Md M? ? ???2 si n ( ) 2 si n ( ) 0 .3 916M P S Kd M??? ? ? 正交幅度調(diào)制 這個結(jié)果表明，因為 ，所以 16QAM信號比 16PSK信號抗干擾能力強。 16 16QA M PSKdd?12