【正文】 QPSK信號(hào)最大 相位跳變 ?? 恒定包絡(luò) 非連續(xù)相位 S(t)= ?k [ak1 cos(?ct) ak2 sin(?ct)] ?G(t－ kTbTb/2) 不考慮幅度系數(shù) 88 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 Xk = cos(?k)/2 Yk = sin(?k)/2 ak1 ak2 ?k +1 +1 1 1 +1 1 +1 1 ?/4 ?/4 3?/4 3?/4 Xk Yk 0 0 0 0 0 0 0 0 If Xk 0 then ak1= +1 If Xk 0 then ak1= 1 If Yk 0 then ak2= +1 If Xk 0 then ak2= +1 如何理解相干? 89 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 OQPSK調(diào)制 Offfset Quadrature Phase Shift Keying(偏制四相移鍵控 ) S(t) = ?k A G(t－ kTbTb/2) cos(?ct)cos(?k) ?k A G(t－ kTbTb) sin(?ct)sin(?k) 當(dāng) ak1ak2 = +1+1 時(shí)， ?k = ?/4 當(dāng) ak1ak2 = +11 時(shí)， ?k = ?/4 當(dāng) ak1ak2 = 1+1 時(shí)， ?k = 3?/4 當(dāng) ak1ak2 = 11 時(shí)， ?k = 3?/4 信號(hào)的 Q分量比 I分量延遲了 Tb/2，即半個(gè)脈沖的寬度，在每個(gè)相位跳變時(shí)刻， I、 Q分量的極性不會(huì)同時(shí)變化 90 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 當(dāng) Ik的極性為正時(shí) ,不管 Qk的極性如何 ,相位跳變?yōu)???/2 當(dāng) Ik的極性為負(fù)時(shí) ,不管 Qk的極性如何 ,相位跳變?yōu)???/2 當(dāng) Qk的極性為正時(shí) ,不管 Qk+1的極性如何 ,相位跳變?yōu)???/2 當(dāng) Qk的極性為負(fù)時(shí) ,不管 Qk+1的極性如何 ,相位跳變?yōu)???/2 OQPSK信號(hào)最大 相位跳變 ??/2 I Q I1 Q1 Q2 I2 Tb 2Tb 3Tb 4Tb 5Tb +,+ ,+ , +, OQPSK的相位跳變比 QPSK小，頻譜的滾降 特性比 QPSK好 為什么？ 91 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 ?/4DQPSK調(diào)制 設(shè)消息符號(hào) {an}比特率為 2/Tb，將每?jī)蓚€(gè)消息符號(hào)作為一組，控制載波信號(hào)的相位，共有四種情況，相位采用A差分編碼方式 S(t) = ?k A G(t－ kTbTb/2) cos(?ct + ?k) ?k = ?k1 + ??k 當(dāng) ak1ak2 = +1+1 時(shí)， ??k = ?/4 當(dāng) ak1ak2 = +11 時(shí)， ??k = ?/4 當(dāng) ak1ak2 = 1+1 時(shí)， ??k = 3?/4 當(dāng) ak1ak2 = 11 時(shí)， ??k = 3?/4 Differencial Quadrature Phase Shift Keying(差分四相移鍵控 ) 92 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 ?/4DQPSK調(diào)制信號(hào)的最大相位跳變?yōu)?3?/4 ? (QPSK) 頻譜特性比 QPSK要好 cos(?ct + ?k) = cos(?ct)Uk sin(?ct)Vk Uk= cos(?k) = cos(?k1 + ??k) = cos(?k1)cos(??k) sin(?k1)sin(??k) Uk= sin(?k) = sin(?k1 + ??k) = sin(?k1)cos(??k) + cos(?k1)sin(??k) Uk = Uk1cos(??k) Vk1sin(??k) Vk = Vk1cos(??k) + Uk1sin(??k) U0=1, V0=0 差分相位編碼 大于 OQPSK,但易實(shí)現(xiàn) 93 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 舉例 : +1 +1 1 +1 1 1 1 +1 +1 1 … ??1=?/4 ??2=3?/4 ??3=3?/4 ??4=3?/4 ??5=?/4 U0=1 U1= U2= 1 U3= U4= 1 U5= V0= V1= V2= 0 V3= V4= 0 V4= S(t)= ?k [Uk cos(?ct) Vk sin(?ct)]?G(t－ kTbTb/2) 不考慮絕對(duì)幅度 94 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 ?/4DQPSK解調(diào)制舉例 :基帶差分檢測(cè) Xk = cos(??k)/4 Yk = sin(??k)/4 ak1 ak2 ??k +1 +1 1 1 +1 1 +1 1 ?/4 ?/4 3?/4 3?/4 Xk Yk 0 0 0 0 0 0 0 0 If Xk 0 then ak1= +1 If Xk 0 then ak1= 1 If Yk 0 then ak2= +1 If Xk 0 then ak2= +1 練習(xí) :證明 95 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 QAM調(diào)制 設(shè)消息符號(hào)為 {an}，將每 m個(gè)消息符號(hào)作為一組 (組號(hào)為k)，控制兩個(gè)正交載波信號(hào) [時(shí)寬 Tb]的幅度，共有 M=2m種情況 ,稱為 MQAM調(diào)制 S(t) = ?k [Ak G(t－ kTbTb/2) cos(?ct) Bk G(t－ kTbTb/2) sin(?ct)] = ?k Ck 。 g函數(shù)是連續(xù)的，而 G函數(shù)不連續(xù) 83 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 GMSK信號(hào)設(shè)計(jì)舉例： 編碼數(shù)據(jù)速率 1/Tb = 16kb/s 給定 BbTb = [通過濾波器的 ?參數(shù)控制 Bb] 要求 鄰道干擾小于 70dB 則： (ffc)Tb? 鄰道頻率 f與 fc的差，即頻道間隔 ?F = f鄰 fc = 問題：與 MSK情況的頻道間隔比較？ (30dB) 通過合適的數(shù)字調(diào)制增加頻道 84 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 GFSK調(diào)制 Ｇ aussian Frequency Shift Keying 基帶數(shù)字信號(hào) 高斯低通濾波器 矩形脈沖串 ＦＭ調(diào)制器 鐘形脈沖串 調(diào)制指數(shù) Ｇ FＳＫ信號(hào) GFSK比 GMSK容易實(shí)現(xiàn) GFSK一般用于無繩電話以及 藍(lán)牙技術(shù) 中 (為什么？ ) GMSK的調(diào)制指數(shù)嚴(yán)格控制在 (正交 )(精確控制高斯低通放大器增益 ) GFSK的誤碼率比 GMSK的稍高 問題： GFSK與 GMSK的區(qū)別？ 85 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 QPSK調(diào)制 Quadrature Phase Shift Keying 設(shè)消息符號(hào)序列為 {an}，將每?jī)蓚€(gè)消息符號(hào)作為一組 (設(shè)組號(hào)為 k,對(duì)應(yīng)的前后兩個(gè)編碼符號(hào)為 ak1,ak2)，控制載波信號(hào) [時(shí)寬為 Tb]的相位，共有四種情況，相位分別為 ?/ ?/ 3?/ 3?/4。 79 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 GMSK調(diào)制技術(shù) Ｇ aussian Filtered Minimum frequency Shift Keying 基帶數(shù)字信號(hào) 高斯低通濾波器 矩形脈沖串 ＦＭ調(diào)制器 鐘形脈沖串 調(diào)制指數(shù) ＧＭＳＫ信號(hào) 數(shù)字基帶信號(hào) d(t)= ?n=0? an G(t－ nTbTb/2) 高斯低通濾波器沖擊響應(yīng) h(t)=?1/2? exp(?2?2t2) ? = [(2/ln2)]1/2Bb (Bb:3db帶寬含義？ ) t G(t) Tb/2 an = +1,1 80 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 濾波器輸出的鐘形脈沖串信號(hào) e(t)= ?n an g(t－ nTbTb/2) g(t)=Q[??(tTb/2)]Q[??(t+Tb/2)] ? = (2?Bb)/(ln2)1/2 Q(x)= ∫ x+∞ [1/(2?)1/2]ex2/2dx 帶寬比 BbTb越小，則鐘形脈沖越平坦 鐘形脈沖的頻譜沒有旁瓣，用它去 控制調(diào)頻，則已調(diào)信號(hào)頻譜的滾降 特性會(huì)獲得較大的改善，降低鄰道干擾 (為什么？ ) 鐘形脈沖與矩形脈沖的比較；為什么要使用鐘型脈沖？ 什么是滾降？ 81 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 GMSK信號(hào) s(t)= cos{2?fct + [2?/(4Tb)]∫ ∞ t ?n an g(?－ nTbTb/2)d?} 對(duì)于編碼符號(hào) an = 1，已調(diào)信號(hào)頻率近似為： f1 = fc – 1/(4Tb) [頻移為數(shù)據(jù)率的 1/4] 對(duì)于編碼符號(hào) an = 1，已調(diào)信號(hào)頻率近似為： f2 = fc + 1/(4Tb) 頻差 ?f＝ f2f1 ＝ 1/(２ Tb)是滿足兩個(gè)頻率信號(hào)在Tb區(qū)間內(nèi)正交的最小頻差 (調(diào)制指數(shù)： ?fTb ＝ ) ∫ 0Tb cos{2?f1t + ?}cos{2?f2t + ?}dt ? 0 (根據(jù)調(diào)頻信號(hào)檢測(cè)理論，正交時(shí)誤碼率最低 ) 頻率調(diào)制 恒定包絡(luò) 82 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 GMSK信號(hào)是連續(xù)相位恒定包絡(luò)的 [WHY?]。 (4)可實(shí)現(xiàn)性。誤碼率除了與信道衰落、干擾有關(guān)外，還與調(diào)制方式有關(guān)。調(diào)制用于信息的發(fā)送端，在接收端從經(jīng)過調(diào)制的載波信號(hào)中恢復(fù)出傳輸?shù)脑夹盘?hào)的過程為解調(diào) 移動(dòng)通信對(duì)調(diào)制技術(shù)的要求： (1)調(diào)制以后的信號(hào) (功率譜 )具有較窄的主瓣、較低的旁瓣 ,提高總頻帶利用率，降低鄰道干擾。 能保證故障情況下迂回轉(zhuǎn)發(fā) 。主站向各用發(fā)送數(shù)據(jù)包采用信道的 時(shí)分復(fù)用 方式。采用 ALOHA多址接入方式，即隨機(jī)接入方式。 針對(duì)蜂窩網(wǎng)缺點(diǎn)的改進(jìn) 74 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 分組無線數(shù)據(jù)網(wǎng) ：利用無線信道進(jìn)行分組交換的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。在人口密集地區(qū)設(shè)置電信點(diǎn)(Telepoint,微蜂窩，類似子母機(jī)的座機(jī)或蜂窩移動(dòng)通信的基站 )，電信點(diǎn)通過有線與市話局連接 ,并給附近的手機(jī)用戶提供若干頻道。 a)電話子母機(jī) (無繩電話系統(tǒng)的前身 ) 分為座機(jī)與若干手機(jī)。 72 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 基站 *：在移動(dòng)無線業(yè)務(wù)中 ,為小型網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)用戶提供一個(gè)中心 控制點(diǎn)；多個(gè)衛(wèi)星移動(dòng)終端可以在地面或海上組網(wǎng)后通過 基站與衛(wèi)星通信 衛(wèi)星 *：通過多波束實(shí)現(xiàn)地面、海上、空中的信號(hào)覆蓋 ,接收各基 站、關(guān)口站、衛(wèi)星移動(dòng)終端控制中心的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的 交換、轉(zhuǎn)發(fā)等中繼功能，向各基站、關(guān)口站、衛(wèi)星移動(dòng)終 端發(fā)射業(yè)務(wù)與控制信號(hào)。 全球星（ Global star）： 采用 8軌道 48顆星的萊克爾星座，衛(wèi)星高度約 1400km； 與銥星最大區(qū)別：無星上交換和星際鏈路，依賴地面網(wǎng)絡(luò)完成通信。 要保證地球上任何地區(qū)的覆蓋，必須圍繞地球均勻地設(shè)置 70 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 多條軌道。 缺點(diǎn)：同步衛(wèi)星軌道只有一條，資源相當(dāng)有限；同步衛(wèi)星軌道太高 (約 36000公里 )，功率損耗太嚴(yán)重。 67 2020/10/5 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 68 2020/10/5 集群移動(dòng)通信與蜂窩移動(dòng)通信的差異 * 湖南大學(xué)教學(xué)課件：移動(dòng)通信 概述 集群移動(dòng)通信 蜂窩移動(dòng)通信 滿足行業(yè)、集團(tuán)通信需求，用戶分優(yōu)先等級(jí) 滿足公眾通信需求，不分優(yōu)先級(jí) 對(duì)一次通話的時(shí)間長(zhǎng)度有限制