第三章调制技术案例.ppt

3.1 概述 3.2 线性调制技术 3.3 恒包络调制技术 3.4“线性”和“恒包络”相结合的调制技术 3.5 扩频通信 3.6 正交频分复用（OFDM）技术;3.1 概述 ;用基带数字信号控制高频载波，把基带数字信号变换为频带数字信号的过程称为数字调制。 在接收端通过解调器把频带数字信号还原成基带数字信号，这种数字信号的逆变换过程称为解调。 通常，把数字调制与解调合起来称为数字调制，把包括调制和解调过程的传输系统称为数字信号的频带传输系统。 ;移动信道的基本特征如下： 带宽有限，它取决于可使用的频率资源和信道的传播特性； 干扰和噪声的影响较大，这主要是由移动通信工作的电磁环境所决定的； 存在着多径衰落。 ;必须采用抗干扰能力较强的调制方式(采用恒包络角调制方式以抗严重的多径衰落影响)； 尽可能提高频谱利用率:  --占用频带要窄，带外辐射要小（采用FDMA、TDMA调制方式）；  --占用频带尽可能宽，但单位频谱所容纳的用户数多（采用CDMA调制方式）；  具有良好的误码性能。 ;影响数字调制的因素: ;3.1.2 数字调制的性能指标;带宽有效性ηB(SpectralEfficiency):是反映调制技术在一定的频带内数字有效性的能力, 可表述成在给定带宽条件下每赫兹的数据通过率： ;由香农(Shannon)定理： ;对于GSM，B=200kHz, SNR=10dB,则有： ;3.1.3 数字调制的分类;数字蜂窝系统常用 线性调制：各种进制的PSK，QAM等。特点带宽效率高。 恒包络调制：MSK、TFM（平滑调频），GMSK等。特点包络幅度不变，发射功率放大器可在非线性状态而不引起严重的频谱扩散;3.1.4 当今蜂窝系统、PCS(个人通信系统)和无绳电话采用的主要调制方式 ;3.2 线性数字调制技术 ;在线性调制方案中, 发射信号s(t)可表示如下： ;3.2.1 二进制相移键控调制 ;;二相绝对调相2PSK波形;2、BPSK的功率谱密度PBPSK ;3、BPSK接收机;带载波恢复电路的BPSK接收机框图;在分频器后乘法器的输出为 ;4、比特差错概率;5、倒 现象;实际上是以一个固定初相的末调载波为参考的，因此，解调时必须有与此同频同相的同步载波。如果同步载波的相位发生变化，如0相位变为 相位或 相位变为0相位，则恢复的数字信息就会发生“0”变“1”或“1”变“0”，从而造成错误的恢复。这种因为本地参考载波倒相，而在接收端发生错误恢复的现象称为“倒 ”现象或“反向工作”现象。绝对移相的主要缺点是容易产生相位模糊，造成反向工作。这也是它实际应用较少的主要原因。;3.2.2 差分相移键控调制 ;0变1不变; 表 DPSK的编码和译码 ;当有加性高斯白噪声时， DPSK平均错误概率如下所示为;3.2.3 四相相移键控QPSK ;Ts是符号间隙, 等于两个比特周期 ;式(1)可进一步写成: ;假设： ;QPSK信号的星座图;π/2-QPSK系统调制器原理框图 ;π/2-QPSK系统解调器原理框图 ;π/4-QPSK系统的调制器和解调器原理框图也可以用类似方法实现， 只要把两个载波cosωct和sinωct分别用cos(ωct+45°)和sin(ωct+45°)代替就可以了。;由于在相同的带宽情况下，QPSK较BPSK发送数据多一倍。 因此，QPSK 频谱利用率高一倍。QPSK信号的功率谱密度PQPSK为 ;3.2.5交错正交四相相移键控(OQPSK);OQPSK先对输入数据作串并变换，再使其错开半个输入码元间隔，然后分别对两个正交的载波进行BPSK调制，最后叠加成为OQPSK信号。;OQPSK信号调制器框图 ;I;OQPSK信号一般可以写为 ;3.2.6 π/4-QPSK（π/4-DQPSK）;1;1、π/4-QPSK信号的产生;设已调信号为 ;设当前码元两正交信号分别为： ; 令前一码元两正交信号幅度为UQm=sinθk-1, UIm=cosθk-1，则有： ;下表给出了双比特信息Ik，Qk和相邻码元间相位跳变Δθk之间的对应关系。;全数字式π/4-QPSK调制电路 ;2、π/4-QPSK信号的解调 ;2)中频延迟差分检测（IFDifferentialDetection）;3)鉴频器检测（FMdiscriminator;3、π/4-QPSK信号的性能 ; 从上图可以得到如下结论：; 2) 误码性能;　　实践证明，π/4-QPSK信号具有频谱特性好，功率效率高，抗干扰能力强等特点。可以在25kHz带宽内传输32kb/s的数字信息，从而有效地提高了频谱利用率，增大了系统容量。对于大功率系统，易进入非线性，从而破坏线性调制的特征。因而在数字移动通信中，特别是低功率系统(如PHS，即目前我国“