第七章现代数字调制技术.ppt

第七章 现代数字调制技术 正交调幅（QAM） 改进型QPSK 最小频移键控（MSK） 高斯最小频移键控（GMSK） 正交频分复用（OFDM） 扩频调制 数字调制应用举例-调制解调器 1 正交调幅（QAM） 正交调幅：是以载波的振幅和相位两个参量同时受调制的联合键控体制。 1.1 多进制正交调幅（MQAM） MQAM调制原理 1 正交调幅（QAM） 1.1 多进制正交调幅（MQAM） MQAM信号的矢量表示和星座图 1 正交调幅（QAM） 1.1 多进制正交调幅（MQAM） MQAM信号的矢量表示和星座图 1 正交调幅（QAM） 1.2 无载波振幅/相位调制（CAP） CAP调制的基本原理 CAP调制表达式： 1 正交调幅（QAM） 1.2 多进制正交调幅（MQAM） CAP调制系统的组成 2 改进型QPSK 2 改进型QPSK 2.1 交错正交相移键控（OQPSK） OQPSK是在QPSK基础上发展起来的一种恒包络数字调制技术，是QPSK的改进型。 2 改进型QPSK 2.1 交错正交相移键控（OQPSK） 2 改进型QPSK 2.1 交错正交相移键控（OQPSK） 2 改进型QPSK 2.2 π/4 差分正交相移键控(π/4DQPSK ) 2 改进型QPSK 2.2 π/4 差分正交相移键控（π/4DQPSK ） 2 改进型QPSK 3 最小频移键控（MSK） 二进制MSK信号可表示为： 3 最小频移键控（MSK） 3 最小频移键控（MSK） 3 最小频移键控（MSK） 3 最小频移键控（MSK） 4 高斯最小频移键控（GMSK） 4 高斯最小频移键控（GMSK） 为了使GMSK信号具有窄带频谱，要求低通高斯滤波器具有以下特性： 1）窄带锐截止特性，以便滤除高频分量； 2）冲激响应的过冲量要小，以防产生过大的瞬时频偏。 3）滤波器输出冲激响应曲线面积对应于π/2的相移，以使调制指数为 ?。 4 高斯最小频移键控（GMSK） 滤波器的冲激响应： 5 正交频分复用（OFDM） 5.1 概述 正交频分复用的提出已有近40年的历史，但这种多载波传输技术在双向无线数据传输方面的应用却是近10年来的新趋势。 5 正交频分复用（OFDM） 5.2 OFDM系统的优缺点 OFDM系统的优点 1）有效减小由于无线信道的时间弥散所带来的码间干扰，减小了接收机内均衡的复杂度，有时甚至于可以不采用均衡措施。 2） OFDM系统可以最大限度地利用频谱资源。 3）各个信道的正交调制和解调可以通过离散傅里叶反变换和离散傅里叶变换的方法来实现。 4）无线数据业务一般存在非对称性, OFDM系统可以通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行链路中不同的传输速率。 5） OFDM易于与其他多种接入方法结合使用。 5 正交频分复用（OFDM） 5.2 OFDM系统的优缺点 OFDM系统的缺点 1）易受频率偏差影响 2）存在较高的峰值平均功率比。 5 正交频分复用（OFDM） 5.3 OFDM系统的基本原理 5 正交频分复用（OFDM） 5.3 OFDM系统的基本原理 5 正交频分复用（OFDM） 5.3 OFDM系统的基本原理 5 正交频分复用（OFDM） 5.3 OFDM系统的基本原理 占用的带宽： 频带利用率： 5 正交频分复用（OFDM） 5.4 OFDM系统的应用 主要的OFDM技术具有不同的特点，因此应用的场合也各有不同。 1. VOFDM 2. WOFDM 3. flash-ORDM 6 扩频调制 6.1 概述 扩频的定义和目的 所谓扩频调制：是指系统所占用的传送频带远远大于任何用户的信息频带（或数据速率）。 扩频系统的特点： 1）系统占有的频带宽度远远大于要传输的原始信号带宽（或信息比特速率），且系统占用带宽与原始信号带宽（或比特速率）无关。 2）解调过程是由接收信号和一个与发射端扩频码同步的信号进行相关处理来完成的。 6 扩频调制 6.1 概述 扩频的定义和目的 扩频主要应用于以下目的： 1）抗有意或无意的干扰。 2）定位与速度估计。 3）降低所传输信号的功率谱密度，以防被其他接收者探测。 4）多址通信 6 扩频调制 6.1 概述 扩频技术的理论基础 将信息带宽扩展100倍，甚至1000倍以上来传输信息，就是为了提高通信的抗干扰能力，即在强干扰条件下保证可靠安全地通信。这就是扩频通信的基本思想和理论依据。 6 扩频调制 6.1 概述 处理增益和抗干扰容限 扩频系统的处理增益： 抗干扰容限： 6 扩频调制 6.1 概述 扩频技术的基本类型 1）直接序列（DS）扩频 6 扩频调制 6.1 概述 扩频技术的基本类型 2）跳频（FH）