【正文】 6 正弦載波數字調制：小結 3 ? AWGN信道條件下，且頻帶利用率相同，進制數大于四時， QAM比 MPSK的抗噪聲性能優(yōu)，功率利用率高； ? MSK和 GMSK等調制方式與普通的 ASK、FSK、 PSK或 DPSK和 QAM調制方式相比，已調信號對鄰道的干擾小，有效提高了頻譜資源的使用效率。 ? 數字調制系統(tǒng)對頻譜資源的利用程度和抗噪聲能力是我們考察數字調制方式的重要指標。當 BT=，由高斯濾波產生的碼間串擾所引起的誤碼率將達到最小。 GMSK缺點：存在碼間串擾，降低了可靠性。 3dB基帶帶寬 GMSK 當 BT乘積減小時，旁瓣電平衰減非?？? 第二個旁瓣的峰值比主瓣低30dB還多 第二個旁瓣的峰值比主瓣低20dB BT乘積愈小，所對應的 GMSK信號的功率譜愈緊湊，譜利用率愈好 GMSK GMSK優(yōu)點： （ 1）既可以像 MSK那樣相干檢測，也可以像 FSK那樣非相干檢測。因此，習慣使用BT乘積定義 GMSK。c o s ?cts i n ?ctB P F 鑒頻 L P F 抽樣判決輸出輸入MSK信號的功率譜 MSK能量集中在頻率較低處 能量集中在頻率較高處 與頻率 f 2成反變比 與頻率 f 4成反變比 GMSK（高斯最小頻移鍵控） ? 目的：改善 MSK譜利用率 ? 方法：在頻率調制之前用一個低通濾波器對基帶信號進行預濾波。 179。202。 200。202。 184。187。 178。212。 194。210。 178。 187。177。 / 180。178。 194。181。 190。L P F197。 194。181。 190。Σ延遲 Tb帶通濾波器M S K信號IkQkIk c o s ( π t / 2 Tb)c o s ( π t / 2 Tb)s i n ( π t / 2 Tb)Qk s i n ( π t / 2 Tb)－ Qk s i n ( π t / 2 Tb) s i n ωctIk c o s ( π t / 2 Tb) c os ωctMSK解調器 L P F197。 MSK（最小頻移鍵控） 上式還表明 ， MSK信號在每一碼元周期內必須包含四分之一載波周期的整數倍 。 1； φk為第 k個碼元的相位常數 ， 在時間 kTs≤t≤(k+1)Ts中保持不變 ， 其作用是保證在 t=kTs時刻信號相位連續(xù) 。 相移時，限帶后的包絡甚至會出現包絡為 0的現象 經非線性放大器之后，包絡的起伏雖然可以減弱或消除，但同時卻會使頻譜擴展，其旁瓣對鄰近頻道的信號形成干擾，發(fā)送時的帶限濾波將完全失去作用 2()A SKPfcffcbff ?cbff ?cf?cbff??cbff??0B2ASK 第一旁瓣峰值比主峰衰減 14dB 2ASK功率譜 恒包絡調制 ? MSK（最小頻移鍵控） ? GMSK（高斯最小頻移鍵控） MSK（最小頻移鍵控） ? 有時也稱為快速移頻鍵控（ FFSK)。 16QAM 最小距離 2B 16PSK 216 PSKPA?161620 .3 9Q A MP S Kd BdA? 1616 A MP SKdBd dBd?? ?????1 6 1 6Q A M P S KPP?16QAM信號的調制與解調 恒包絡調制 ? 研究對象：恒包絡調制 ? 研究目的：尋找適合于實際信道條件的調制方式 恒包絡調制 :問題的提出 恒包絡調制：調制信號的幅度不變 模擬調制：調頻、調相 數字調制： OQPSK、 ?/4DQPSK 、 MSK、 GMSK 這種調制可用硬限幅的方法去除干擾引起的幅度變化，具有一定的抗干擾性能 經過帶限處理后的 QPSK信號將不再是恒包絡 具有恒包絡特性。 振幅相位聯(lián)合鍵控系統(tǒng)（ APK）：16QAM原理 若信號點之間的最小距離為 2A，且所有信號點等概出現，則平均發(fā)射信號功率為 ? ????? Mnnns dcMAP1222? ? ? ? 221222 101841082416 AAdcMAP Mnnns ????????? ??? ? ? ? 22221222 16 AAdcMAP Mnnns ??????? ??星型 16QAM星座 方型 16QAM星座 只有兩個振幅值 有三種振幅值 8種相位 12種相位 在衰落信道中星型 16QAM比方型 16QAM星座更具有吸引力 振幅相位聯(lián)合鍵控系統(tǒng)（ APK）：16QAM原理 MPSK信號星座圖上信號點間的最小距離為 ??????? Md M P S K ?s in21212???? MLd M Q A MMQAM信號矩形星座圖上信號點間的最小距離為 若已調信號的最大幅度為 1 M=4 時， d4PSK=d4QAM，實際上， 4PSK和 4QAM的星座圖相同。 1( ) ( )2IIm t m t?下支路相干解調器的輸出為 39。01( ) c os( )( ) c os( )nsnr t a tr t T a t???? ?????? ? ? ??????????????????????????????4c o s)(4c o s)(102101??????nntatytaty????????????? ????????? ?????????? ????????? ????????4c o s242c o s2)(4c o s242c o s2)(1210212102??????????????nnnnBnnnnAatatzatatz????????????? ????????? ?????4c o s2)(4c o s2)(1212??????nnBnnAatXatX多進制數字相位調制系統(tǒng)：差分相干解調 相位差?n??n1 的極性 的極性 判決器輸出 A B ０ ＋ ＋ ０ ０ ?/2 － ＋ １ ０ ? － － １ １ 3?/2 ＋ － ０ １ )4c os ( 1 ??? ?? ?nn 1cos ( )4nn ??????表 差分正交解調的判決準則 多進制數字相位調制系統(tǒng)：碼反變換器 表 收端碼反變換器邏輯變換關系 前一時刻輸入 本時刻輸入 輸出數據 1 dn1 dn an bn 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 多進制數字相位調制系統(tǒng)：抗噪聲性能 沒有噪聲時，每一信號相位都有相應的確定值 有噪聲疊加時，合成波形相位在某一個 范圍內變化時，就不會產生錯誤判決 88? ? ?? ? ?假設發(fā)送每一信號的概率是相等的，且令合成波形的相位的一維概率密度函數為 ? ?f ?? ?1 MeMP f d?? ????? ?一般情況下，一維概率密度 不易得到 ? ?f ?多進制數字相位調制系統(tǒng)：抗噪聲性能 對于 M相絕對移相方式，當信噪比 r足夠大時，誤碼率可近似為 ? ?2s i nrMePe ???對于 M相相對移相方式，當信噪比 r足夠大時，誤碼率可近似為 ? ?22 s i n 2rMePe ???? ?? ?22sin2 sin 2r MrM???差 分相 干5 10 15 20r/dB10510410310210110 302532321616884M= 24M=2差分解調相干解調Pe在 M值很大時，差分移相和相干移相相比約損失 3dB的功率。sT延遲4??4?39。 =45176。 此時的載波相位應為 315176。 315176。 135176。 45176。 225176。 1 0 270176。 135176。 1 1 1 0 0 0 0 1 315176。 315176。 0 0 0 1 1 1 1 0 135176。 135176。 315176。 45176。 225176。 0 1 90176。 315176。 0 0 0 1 1 1 1 0 135176。 315176。 0 0 0 1 1 1 1 0 135176。 1 0 270176。 0 1 90176。 四個相位模糊。 、 180176。同樣，對 4PSK信號相干解調也會產生相位模糊問題，并且是 0176。兩路抽樣判決器輸出 A、 B，再經并 /串變換器就可恢復串行數據信息 多進制數字相位調制系統(tǒng)：產生與解調 表 相干正交解調的判決準則 符號相位 ?n cos?n的極性 sin?n的極性 判決器輸出 A B ?/4 ＋ ＋ １ １ 3?/4 － ＋ ０ １ 5?/4 － － ０ ０ 7?/4 ＋ － １ ０ 在 2PSK信號相干解調過程中會產生 180176。 表 65 QPSK信號相位編碼邏輯關系 多進制數字相位調制系統(tǒng)：產生與解調 tc?c os2?tc?s i n?積分積分抽樣判決抽樣判決帶通輸出接收信號()rt)( tyA)( tyB)( tZA)( tZB抽樣脈沖)( txA)( txBAB圖 643 4PSK信號的正交解調器不考慮噪聲及傳輸畸變時，輸入到解調器的 4PSK信號碼元可表示為 ( ) c os ( )r t a t?????n=?/ 3?/ 5?/4和 7?/4 多進制數字相位調制系統(tǒng)：產生與解調 nnccAatattatz ?????? c o s2)2c o s (2c o s)c o s ()( ?????tc?c os2?tc?s i n?積分積分抽樣判決抽樣判決帶通輸出接收信號()rt)( ty A)( ty B)( tZ A)( tZ B抽樣脈沖)( tx A)( tx BAB圖 643 4PSK信號的正交解調器? ?( ) c o s ( ) s in s in ( 2 ) s in22B c n c c n naaz t a t t t? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?nAatx ?c o s2)( ?nBatx ?s in2)( ?判決器是按極性來判決的。 90186。 135186。 180186。 270186。 315186。 ?/2兩種取