第3章數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)-展示頁
2024-10-10 16:13本頁面
【正文】 ??????????s i n2s i nc o s2c o ss i n2s i nc o sc o s2c o sc o s2c o s)(?????????????????????????????????????????????() 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 其中 , ???????????1111kkkkkkk aakaa????Ik為同相分量， Qk為正交分量。 178。 178。 178。 178。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 圖 35 MSK的相位軌跡 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 2. MSK 信號(hào)的特點(diǎn) MSK 信號(hào)具有如下特點(diǎn)： 178。式 ()表明：本比特內(nèi)的相位常數(shù)不僅與本比特區(qū)間的輸入有關(guān)，還與前一個(gè)比特區(qū)間內(nèi)的輸入及相位常數(shù)有關(guān)。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 為了保證相位連續(xù)，在 t=kTb時(shí)應(yīng)有下式成立 : ? ?bkbk kTkT ?? ?? )(1從而有 2)( 11??? kaakkkk ??? ??（ ） 設(shè) φ0=0，則 φk=0或 177。令 kkbk taT ??? ??2 bkT ≤ t ≤ bTk )1( ? （ ) 上式為一直線方程，斜率為bT2?? ，截距為 k? 。 需要指出的是， FSK調(diào)制在中、低速數(shù)字通信（如尋呼系統(tǒng)）中應(yīng)用較廣。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 相位不連續(xù)的 2FSK信號(hào)，只要利用數(shù)據(jù)信號(hào)來選通兩個(gè)獨(dú)立的振蕩源 ,便可獲得所需的調(diào)頻信號(hào)；相位連續(xù)的2FSK信號(hào)可通過一只電壓控制的振蕩器來實(shí)現(xiàn)。 對(duì)于相位連續(xù)的 2FSK信號(hào)，由于前后碼元是相關(guān)的，因此功率譜密度分析比較復(fù)雜。相位不連續(xù)的 2FSK信號(hào)的帶寬約為 )2()(22 21 ??????? hffffffB bbDb() 其中，221fff D?? 稱為頻偏；bfffh21?? 稱為偏移指數(shù)（偏移率或調(diào)制指數(shù)）； bf 為輸入信碼的速率。其中，連續(xù)譜由兩個(gè)雙邊帶譜疊加而成，而離散譜出現(xiàn)在 f1和f2兩個(gè)載頻位置上。 FSK信號(hào)的波形及功率譜如圖 33所示。當(dāng)輸入為傳號(hào)“ 1”時(shí)，輸出頻率為 f1的正弦波；當(dāng)輸入為空號(hào)“ 0”時(shí)，輸出頻率為 f2的正弦波。圖 32所示為數(shù)字調(diào)制技術(shù)的分類。為了尋求頻譜效率和 BER性能之間的折中，多載波調(diào)制（ MCM）已成為移動(dòng)通信應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。但是，當(dāng)頻譜效率提高時(shí)，解調(diào)器的復(fù)雜度和比特差錯(cuò)率（ BER）的增大已明顯變成了制約因素。例如，在理想條件下，8PSK和 16QAM系統(tǒng)的頻譜效率分別可以達(dá)到 3b/s/Hz和 4b/s/Hz。 ②線性調(diào)制技術(shù)（已調(diào)信號(hào)的幅度隨調(diào)制信號(hào)線性變化）。恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)有 2FSK、 MSK、 GMSK、TFM和 GTFM等。為此，需要專門研究一些抗干擾性能強(qiáng)、誤碼性能好、頻譜利用率高的調(diào)制技術(shù)，盡可能地提高單位頻帶內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的比特速率，以適應(yīng)移動(dòng)通信的要求。由于移動(dòng)通信系統(tǒng)接收信號(hào)的衰落和時(shí)變特性，相干解調(diào)性能明顯變差，而差分檢測(cè)不需載波恢復(fù)，能實(shí)現(xiàn)快速同步，獲得好的誤碼性能，因而差分檢測(cè)的數(shù)字調(diào)制方案被越來越多地應(yīng)用于數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中。誤碼性能的好壞實(shí)際上反映了信號(hào)的功率利用率的高低。移動(dòng)通信環(huán)境以衰落、噪聲、干擾為特點(diǎn)，包括多徑瑞利衰落、頻率選擇性衰落、多普勒頻移和障礙物阻擋的聯(lián)合影響。為了保證數(shù)字信息傳輸質(zhì)量，信號(hào)功率與干擾功率之比應(yīng)大于 20dB，考慮到移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)的衰落深度可達(dá) 20～ 40dB，所以要求已調(diào)信號(hào)在鄰道的總輻射干擾低于 20～ 40dB。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 移動(dòng)通信中的數(shù)字調(diào)制技術(shù)應(yīng)具有以下特點(diǎn)： （ 1）要有窄的功率譜和高的頻譜利用率。各類二進(jìn)制調(diào)制原理的波形如圖 31所示。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 由于基帶信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，因此相應(yīng)地有三種基本調(diào)制方式，即幅移鍵控（ AmplitudeShiftKeying， ASK）、頻移鍵控（ FrequencyShiftKeying， FSK）和相移鍵控（ PhaseShiftKeying， PSK）。 通常，一個(gè)正弦波可用下式表示： S(t)=A(t)sin［ ωt+φ(t)］ （ ） :變量 t代表時(shí)間， A是正弦波的振幅， ω是角頻率，φ是相位。提高頻帶利用率，即單位頻帶內(nèi)具有盡可能高的信息率（ b/s/Hz）。調(diào)制要求已調(diào)波功率譜的主瓣占有盡可能多的信號(hào)能量，且波瓣窄，具有快速滾降特性；另外要求帶外衰減大，旁瓣小，這樣對(duì)其他通路干擾小。頻譜搬移是調(diào)制、解調(diào)原始的最基本功能。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 數(shù)字調(diào)制的功能和要求如下： （ 1）頻譜搬移。在接收端通過解調(diào)器把頻帶數(shù)字信號(hào)還原成基帶數(shù)字信號(hào)，這種數(shù)字信號(hào)的逆變換過程稱為解調(diào)。第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 第 3章 數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù) 概述 數(shù)字頻率調(diào)制 數(shù)字相位調(diào)制 正交振幅調(diào)制（ QAM） 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 概 述 要使數(shù)字信號(hào)在有限帶寬的信道中傳輸，就必須用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，即用數(shù)字信號(hào)來調(diào)制某一較高頻率的正弦或脈沖載波，使已調(diào)信號(hào)能通過帶限信道傳輸。這種用基帶數(shù)字信號(hào)控制高頻載波，把基帶數(shù)字信號(hào)變換為頻帶數(shù)字信號(hào)的過程稱為數(shù)字調(diào)制。通常，把數(shù)字調(diào)制與解調(diào)合起來稱為數(shù)字調(diào)制，把包括調(diào)制和解調(diào)過程的傳輸系統(tǒng)稱為數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸系統(tǒng)。頻譜搬移將傳送信息的基帶信號(hào)搬移到相應(yīng)頻段的信道上進(jìn)行傳輸，以實(shí)現(xiàn)信源信號(hào)與客觀信道的特性相匹配。 （ 2）抗干擾，即功率有效性。 （ 3）提高系統(tǒng)有效性，即頻譜有效性。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 下面介紹數(shù)字調(diào)制基本原理。所謂調(diào)制，就是用基帶信號(hào)，改變正弦波的三個(gè)參量（ A， ω， φ）之一（也可以是其中的兩個(gè)），將其變?yōu)橐颜{(diào)數(shù)字信號(hào)。其他調(diào)制方式，如差分（相對(duì)）相移鍵控（ DifferentialPSK， DPSK）、正交（四相）相移鍵控（ QuatemaryPSK， QPSK）和交錯(cuò)（偏置）正交（四相）相移鍵控（ OffsetQPSK， OQPSK）都是 PSK的改型；而高斯型最小頻移鍵控（ GMSK）是 FSK的改型。 第 3章 移動(dòng)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù) 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 圖 31 各類二進(jìn)制調(diào)制原理波形圖 第 3章 移動(dòng)通
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