【正文】 PSK調(diào)制原理圖 85 ?????????????????????????????????????????????????????????)622(1143c o s1143c o s114c o s114c o s)(1111nncnncnncnncaatAaatAaatAaatAtS????????QPSK信號(hào)可以表示為： ? ? ? ?( ) c o s 1 , 2 , 3 , 4 ( 1 )Q P S K c k s ss t A t k k T t k T??? ? ? ? ? ?其中 A為信號(hào)的幅度， c?為載波頻率。 4 , 3 4k? ? ?? ? ?（ 2） QPSK信號(hào)的形式： 86 （ 3） QPSK的頻譜特征 Q I +1 +1 1 0 Q I +1 +1 1 0 QPSK OQPSK 1 1 （ 4） QPSK信號(hào)的星座與相位關(guān)系圖 在 QPSK的碼元速率與 BPSK的比特速率相等時(shí) ， QPSK信號(hào)可以看成是兩個(gè) BPSK信號(hào)之和 ， 因而它具 有 BPSK信號(hào)的頻譜特征和誤比特率 。 87 取樣判決 積分 并 /串 取樣判決 積分 Π/2 載波恢復(fù) Q QPSK 二進(jìn)制信號(hào) I 定時(shí) （ 5） QPSK信號(hào)的解調(diào)與誤碼率性能 ? 一般采用相干解調(diào) 88 由于 OQPSK在 Q支路上加入了一個(gè)比特的時(shí)延 ， 使得兩個(gè)支路的數(shù)據(jù)不會(huì)同時(shí)發(fā)生變化 ， 因而 OQPSK 不可能像 QPSK那樣產(chǎn)生 177。 ?的相位跳變 ， 僅產(chǎn)生 177。 ?/2 的相位跳變 ， 因此 ?OQPSK的頻譜旁瓣要低于 QPSK信號(hào)的旁瓣； ?OQPSK信號(hào)對(duì)鄰道的輻射要小 ， 抗干擾能力強(qiáng)；但 OQPSK傳輸速率低 。 （ 6） QPSK與 OQPSK的比較 89 ?/4DQPSK調(diào)制 ?/4DQPSK對(duì) QPSK的改進(jìn) ： ?最大相位跳變從 177。 π 降為 177。 3/4π ,改善了頻譜特性 ?可采用相干和非相干解調(diào) (QPSK只能采用相干解調(diào)） ?/4DQPSK 信號(hào) 串 /并 變換 差分 相位 編碼 LPF LPF ? 放大 cos(?ct) sin(?ct) + Uk Vk SI Sq 輸入數(shù)據(jù) (1) ?/4DQPSK調(diào)制 (I) ?/4DQPSK的相干調(diào)制 90 輸出信號(hào) ?/4DQPSK 串 /并 轉(zhuǎn)換 編碼 電路 延遲電路 （ Tb) 相位選擇器 8選 1電路 8相載波 發(fā)生器 BPF?0 ?/4 ? 7?/4 SI SQ Ak BkCk 地址碼發(fā)生器 (II) 數(shù)字式選擇相位法 ?/4DQPSK調(diào)制 平方根升余弦?guī)V波 91 ? 已調(diào)信號(hào) ?k：當(dāng)前碼元附加相位。 ?k1：前一碼元附加相位。 ??k：當(dāng)前碼元相位跳變量。 ?k = ?k1+ ??k （ 265） )642(s i ns i nc osc os)632()c os ()(??????kckckcttttS??????92 ? Uk= cos ?k = cos (?k1+ ??k) = cos ?k1cos ??k sin ?k1sin ??k (266) ? Vk= sin ?k = sin (?k1+ ??k) = sin ?k1cos ??k +cos ?k1sin ??k (267) 其中 Uk1 =cos ?k1， Vk1 =sin ?k1，則 Uk= Uk1 cos ??k Vk1 sin ??k Vk= Vk1 cos ??k Uk1 sin ??k (268) 93 ? ?/4DQPSK相位跳變規(guī)則 相位差分編碼就是輸入的雙比特 SI和 SQ的 4個(gè)狀態(tài)用 4個(gè) k??k/ 4?+ 1 + 1 1 + 1 1 + 1+1 1 1 1數(shù) 據(jù)S/PSISQc o s ?kkU ?s i n ?kkV ?0123 4 5+ 1+ 1+ 1+ 1+ 1 1 1 1 1 1/ 4??/ 4??0100 1 1 0SQSI表 2 . 3 相 位 差 分 編 碼 例 子? ?1tg /QISS???1k k k? ? ??? ? ?1 / 21 / 21 / 21 / 2? 1 / 2?1 / 23 / 4?3 / 4?3 / 4?3 / 4? 3 / 4??3 / 2?值來表示。其相位邏輯如表 。所傳輸?shù)男畔趦蓚€(gè)相鄰的載波相位差之中。 表 SISQ??+ 1 + 1 1 + 1 1 1+ 1 13 / 4? 3 / 4??/ 4?/ 4??94 ?/4DQPSK的相位跳變 可能的取值有四個(gè) 圖 2 2 7 － D Q P S K 相 位 跳 變/4?IQ342510總是在這兩個(gè)星座圖之間交替進(jìn)行，跳變的路徑如圖 227的虛線所示。 由兩個(gè)彼此偏移 /4? 的 QPSK星座圖構(gòu)成 ,相位的跳變 ?? 4 3 4????，Uk和 Vk可能的取值有五個(gè) 0 , 1 2 , 1???/4DQPSK相位跳變關(guān)系圖 95 ?為使已調(diào)信號(hào)功率譜更加平坦 ， 要求調(diào)制器中的 LPF具有相位線性特性 、 平方根升余弦頻率響應(yīng) ， 即 ? ?為滾降因子 。 設(shè)該濾波器的矩形脈沖響應(yīng)函數(shù)為 g(t)， 則 ?/4DQPSK信號(hào)為線性調(diào)制 ???????????????????????????? ?????? )692(21021212)12(s i n1212101|)(|sssssTfTfTfTTffG??????)702(s i ns i n)(c o sc o s)()( ????? ?? tkTtgtkTtgtS ckksckks ????? ?/4DQPSK相干調(diào)制 LPF功率譜與傳輸特性 96 ?升余弦滾降傳輸特性 H(?)=H0(?)+H1(? ) H(?)是對(duì)截止頻率 ?b 的理想低通 H0(?)按 H1(?)的滾降特性進(jìn)行 “ 圓滑 ” 得到的 ， H1(?) 對(duì)于 ?b 具有對(duì)稱的幅度特性 ， 其上 、 下截止角頻率分別為 ?b + ?1 、 ?b ?1 。 升余弦滾降傳輸特性 H1(? )采用余弦函數(shù) ， 則 111111|||||,|01||2c o s12)(??????????????????????????????????????????????????bbbbbbbTTH97 (2) ?/4DQPSK信號(hào)的解調(diào) ? 相干檢測(cè) ? 差分檢測(cè) ? 鑒頻檢測(cè) 98 4 Q P S K? ?? 的中頻差分解調(diào) 中 頻 差 分 解 調(diào)圖 2 3 2/ 4 D Q P S K?? Tb/ 2?L P FL P F抽 樣，判 決抽 樣， 判 決P / SB P FWI( t )WQ( t )S ( t )X ( t )Y ( t )輸 出ISQS/4 ()D Q P SKSt? ?抽樣得到 ? ?111c o s ( ) c o s22k k k kX ? ? ??? ? ? ?? ?111s i n ( ) s i n22k k k kY ? ? ??? ? ? ?99 根據(jù)相位差分編碼表，可作如下判決： 01010101IkIkQkQkXSXSYSYS? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?當(dāng) 時(shí) ， 判當(dāng) 時(shí) ， 判當(dāng) 時(shí) ， 判當(dāng) 時(shí) ， 判? 判決規(guī)則 100 ? 正交移幅鍵控是 BPSK、 QPSK的進(jìn)一步推廣，通過相位和振幅的聯(lián)合控制，可以得到更高的頻譜效率。 ? MQAM的一般表達(dá)式為： 正交移幅鍵控（ MQAM） ( ) c o s s i n 0 ( 2 8 9 )m c m c sy t A t B t t T??? ? ? ? ? 其中， M 為正交振幅 Am和 Bm的電平數(shù)。 正交振幅 Am和 Bm可以分別表示為 mmmmA d AB e B??? ?? 其中， A為固定振幅， dm和 em由輸入數(shù)據(jù)決定， (dm， em）決定了已調(diào) QAM信號(hào)在信號(hào)空間（星座圖：即信號(hào)矢量端點(diǎn)的分布圖）中的坐標(biāo)點(diǎn)。 101 （ 1）矢量表示（星座圖） 如果 QA M 信號(hào)的在信號(hào)空間中的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)目（狀態(tài)數(shù)） 4M ? ，記為 4QA M ，它的同相和正交支路都采用二進(jìn)制信號(hào)；如果同相和正交支路都采用四進(jìn)制信號(hào)將得到 1 6QA M 信號(hào)。以此類推，如果兩條支路都采用 L進(jìn)制信號(hào)將得到 M QA M 信號(hào)，其中 2L?M 。 矢量端點(diǎn)的分布圖稱為星座圖。通常可以用星座圖來描述 QA M 信號(hào)的信號(hào)空間分布狀態(tài)。 M QA M 目前研究較多，并被建議用于數(shù)字通信中的是十六進(jìn)制的正交幅度調(diào)制（ 1 6QA M ）或六十四進(jìn)制的正交幅度調(diào)制（ 64 QA M ），下面重點(diǎn)討論 1 6QA M 。 102 （ 1）矢量表示（星座圖） 星座圖有方形外和星形 ,與方形星座圖相比， 星形星座圖振幅和相位值數(shù)量減少 ，有利接收端的自動(dòng)增益控制和載波相位跟蹤 ,從而改善接收性能。 103 （ 2） MQAM信號(hào)的調(diào)制與解調(diào) (I)調(diào)制 圖 241（ a） QAM信號(hào)調(diào)制原理圖 104 （ II）解調(diào) 圖 241（ b） QAM信號(hào)相干解調(diào)原理圖 105 (3) 接收判決過程 ?在解調(diào)判決過程中，分別對(duì) I， Q二路進(jìn)行多電平判決，得到一系列判決變量，然后對(duì)判決變量進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到原始信。 106 比特差錯(cuò)率計(jì)算公式 QPSK 16QAM 64QAM 021NEe r f cP be ?05283NEe r f cP be ?071247NEe r f cP be ?(4) 比特差錯(cuò)率 107 (5) 功率譜密度 ?功率譜密度 QPSK： 16QAM: 64QAM: 200)()(s i n)(?????????sssmsTffTffEfS??200)()(s i n95)(?????????sssmsTffTffEfS??200)()(s i n73)(?????????sssmsTffTffEfS???頻譜利用率 QPSK: 1b/s/Hz， 16QAM: 2b/s/Hz 64QAM: 3b/s/Hz 108 擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù) ?有關(guān)擴(kuò)頻通信技術(shù)的觀點(diǎn)是