第3章數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)-閱讀頁(yè)
2024-10-18 16:13本頁(yè)面
【正文】 判決時(shí)， R(t)和 R(tTb)為信號(hào)的包絡(luò)，恒為正值，因而 y(t)的極性取決于相位差 Δθ(Tb)。所以，令判決門限值為零的判決規(guī)則為 y(t)＞ 0,判為“ +1” y(t)＜ 0,判為“ 1” 由此可恢復(fù)出原始數(shù)據(jù) kk aa ?? 。 PSK信號(hào)可分為絕對(duì) PSK和相對(duì) PSK。 信號(hào)波形如圖 312所示。 圖 313給出了 4PSK（ QPSK）信號(hào)相位和時(shí)間波形圖。為了將二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)變換為四進(jìn)制，應(yīng)將輸入數(shù)字信號(hào)每?jī)蓚€(gè)比特分成一組，共有 00、 0 11四種雙比特碼組。從表達(dá)式可以看出，在 Q P S K的碼元速率與ＰＳＫ信號(hào)的比特速率相等的情況下，ＱＰＳＫ信號(hào)是兩個(gè)ＰＳＫ信號(hào)之和，故它具有和ＰＳＫ信號(hào)相同的頻譜特征和誤比特率性能。 π的相位跳變，而僅能產(chǎn)生 177。因此， OQPSK的旁瓣要低于 QPSK的旁瓣。 QPSK和 OQPSK調(diào)制共同的缺點(diǎn)表現(xiàn)為：功率譜旁瓣占有的能量大，要求有較寬的帶寬；而且，在 QPSK和 OQPSK輸出端必須有復(fù)雜的濾波器限帶，否則在移動(dòng)通信中很難滿足鄰道干擾小于 60dB的要求。 圖 314畫出了用正交調(diào)幅法產(chǎn)生 QPSK和 OQPSK信號(hào)的調(diào)制器。因此，實(shí)際中一般采用四相相對(duì)相移鍵控（ QDPSK）。 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 314 QPSK和 OQPSK調(diào)制器 (a)QPSK調(diào)制器； (b)OQPSK調(diào)制器 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 π/4QPSK調(diào)制 π/4QPSK是在常規(guī) QPSK調(diào)制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是對(duì) QPSK信號(hào)特性進(jìn)行改進(jìn)的一種調(diào)制方式。 π降為 177。 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 315 π/4QPSK信號(hào)的相位狀態(tài) 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 316 π/4QPSK調(diào)制器的原理框圖 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 設(shè)已調(diào)信號(hào)為 ? ?kck tS ?? ?? c o skckc tt ???? s i ns i nc o sc o s ??（ ） 式中， θk為 kTs≤t≤(k+1)Ts之間的附加相位。四種輸入碼組分別對(duì)應(yīng)每個(gè)相位點(diǎn)有四種相位跳變量。 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 表 31 π/4QPSK的相位跳變規(guī)則 IS QS k?? k??c o s k??s i n １ １ 4/? 2/1 2/1 －１ １ 4/3 ? 2/1? 2/1 －１ －１ 4/3 ?? 2/1? 2/1? １ －１ 4/?? 2/1 2/1? 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 π/4QPSK是一種相移鍵控技術(shù)，從最大相位跳變來(lái)看，它是 OQPSK和 QPSK的折中。 π/4QPSK的最大相位變化是 177。 ，而 QPSK是180176。 。 π/4QPSK最吸引人的特性是它能夠進(jìn)行非相干解調(diào)，這使接收機(jī)的設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化。通常 π/4QPSK采用差分編碼，以便在恢復(fù)載波中存在相位模糊時(shí)，實(shí)現(xiàn)差分檢測(cè)或相干解調(diào)。 π/4QPSK中的信息完全包含在載波的相位跳變 Δφk當(dāng)中，便于差分檢測(cè)。 如圖 317所示，輸入的 π/4QPSK信號(hào)利用兩個(gè)與發(fā)射機(jī)端未調(diào)載波同頻但不一定同相的本地振蕩器信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)。載波頻率的任何漂移都將引起輸出相位的漂移，導(dǎo)致誤碼（ BER）性能的惡化。 1,0, 。根據(jù)調(diào)制時(shí)的相位跳變規(guī)則，可使判決規(guī)則為： Xk＞ 0時(shí)，判為“ +1”。Yk＞ 0時(shí)，判為“ +1”。獲得的結(jié)果經(jīng)并／串變換后，即可恢復(fù)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。中頻延遲差分檢測(cè)電路的特點(diǎn)是在進(jìn)行基帶差分變換時(shí)，1bit 后的信號(hào)作為本地相干載波，無(wú)FM 鑒頻器檢波是用非相干方式直接檢測(cè)相位差。盡管每種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式不同，但性能上基本相同。 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 復(fù)四相擴(kuò)頻調(diào)制（ CQPSK） 擴(kuò)頻系統(tǒng)的調(diào)制是二次調(diào)制，即第一次為擴(kuò)頻碼調(diào)制，第二次為載波調(diào)制。 復(fù)四相擴(kuò)頻調(diào)制與解調(diào)結(jié)構(gòu)原理分別如圖 318和圖 319所示。實(shí)現(xiàn)時(shí)，發(fā)送端首先將信源輸出的基帶信號(hào)分為 I、 Q正交的兩個(gè)支路，然后對(duì)每路進(jìn)行復(fù)四相調(diào)制。 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 318 復(fù)四相擴(kuò)頻調(diào)制原理框圖 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 319 復(fù)四相擴(kuò)頻解調(diào)原理框圖 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 理想的擴(kuò)頻、解擴(kuò)的第一次調(diào)制不影響第二次調(diào)制、解調(diào)的性能。 在 CDMA2020以及 WCDMA的擴(kuò)頻調(diào)制中，廣泛采用CQPSK及其進(jìn)一步組合改進(jìn)的混合移相鍵控 HPSK（ HybridPhraseShiftKeying），其結(jié)構(gòu)如圖 320所示。一般來(lái)說(shuō)，多進(jìn)制的幅度調(diào)制或相位調(diào)制都能在相同的頻帶寬度內(nèi)提高數(shù)據(jù)傳輸速率。為了不增加接收信號(hào)的誤碼率，必須增加信號(hào)的發(fā)送功率。于是，提出了所謂數(shù)字調(diào)幅調(diào)相，又稱為幅度相移鍵控（ APK），它是將調(diào)幅和調(diào)相結(jié)合起來(lái)的一種調(diào)制方式。 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 下面對(duì) 16APK信號(hào)做一簡(jiǎn)單介紹。為了便于比較，圖（ c）中還畫出了 16PSK的星座表示，16PSK信號(hào)只有一種幅度，即恒定包絡(luò)線，沒(méi)有幅度調(diào)制，但有 16種相位變化；圖（ a）有 3種幅度變化，其中兩種幅度伴有 4種相位變化， 1種幅度伴有 8種相位變化；圖（ b）的星座有 4種幅度， 4種相位變化，它們都組成具有 16點(diǎn)的星座。式中： Tb為碼元寬度； m=1， 2， … ， M， M為 Am和 Bm的電平數(shù)。常用的設(shè)計(jì)原則是在信號(hào)功率相同的條件下，選擇信號(hào)空間中信號(hào)點(diǎn)之間距離最大的信號(hào)結(jié)構(gòu)，當(dāng)然還要考慮解調(diào)的復(fù)雜性。 D16QSM超過(guò) D16PSK約 ?？梢宰C明， QAM信號(hào)的最大功率與平均功率之比為；而 16PSK的平均功率等于最大功率（恒定包絡(luò)）。但即使在白噪聲條件下， 16QAM調(diào)制要想達(dá)到 104的誤碼率，所需的信噪比也高達(dá) 32dB。因此，將 QAM應(yīng)用到移動(dòng)通信中時(shí)，需要采取衰落補(bǔ)償措施。在調(diào)制端，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)串 /并變換后分為兩路，分別經(jīng)過(guò) 2電平到L電平變換，形成 Am和 Bm。最后將兩路信號(hào)相加，就可得到已調(diào)輸出信號(hào) y(t)。 常用的一種 QAM的信號(hào)空間如圖 323所示，這種星座稱為方型 QAM星座。為改善方型 QAM的接收性能，還可以采用星型 QAM星座，如圖 324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 圖 323 方型 QAM星座 (a)4QAM； (b)16QAM； (c)64QAM 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 324 星型 QAM星座 (a)4QAM； (b)16QAM； (c)64QAM
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