第03章 无线网络的调制技术.ppt

3.3 多进制数字调制技术 多进制数字调制是用多进制数字基带信号去控制载波的某个参量，相应有多进制幅移键孔MASK，多进制频移键控MFSK，多进制相移键控MPSK。 多进制调制信号是指状态数目M大于2的已调信号，又称为多元调制信号。在二进制载波数字调制中，基带数字信号只有两种状态1,0或+1,-1，所以一个码元只携带一比特信息。在多进制系统中，一位多进制（M进制）符号代表若干位二进制符号，所以一个码元携带比特信息。 3.3.1 多进制幅移键控MASK MASK多进制幅移键控调制是用具有多个电平的随机基带脉冲序列对载波进行振幅调制，又称为多电平调制。MASK信号为: 3.3.2 多进制频移键控MFSK MFSK是用M个频率不同的正弦波分别表示M进制信号的各个符号，在某一个码元时间内只发送其中一个频率。它基本上是二进制数字频率键控方式的直接推广MFSK信号常用频率选择法产生，获得的是相位不连续的MFSK信号，其原理如图3-46所示。 图3-46 MFSK信号产生原理图 MFSK信号可以采用和2FSK类似的解调方法，如相干解调，相关器解调或非相干解调的方法。前两种方法要求有精确的相干载波信号，比较复杂，通常采用非相干的解调方法，如图3-47所示。 图3-47 MFSK信号的非相干解调 用这种方式产生的MFSK信号可看做是M个振幅相同、频率不同、时间上互不相容的2FSK信号的叠加。因此其带宽为： 3.3.3 多进制相移键控MPSK 多进制相移键控MPSK简称多相制，它是用正弦波的M个相位状态来代表M组二进制信息码元的调制方式。调相波的带宽是数据基带信号带宽的2倍，为了提高频带利用率，通常采用多进制移相调制，分为多进制绝对调相和多进制相对调相两种。实际传输系统常用的是四相调制和八相调制。对于MPSK信号，载波相位可能取值是M个，即 1.四相绝对移相调制（4PSK） 用4种不同相位表示数字基带信号的四种码元，载波的每一相位代表两比特信息，因此数字信息的每一个码元称为双比特码元。前一位用A表示，后一位用B表示。为了提高传输的可靠性，码元按格雷码排列。此外，四相绝对相键控可简记为QPSK形式。由式(3-75)可得出4PSK信号的表达式 2.四相相对移相调制(4DPSK) 四相相对移相调制同2DPSK相似,也是利用前后码元的相位差来表示数据信息的。若以前一码元相位作为参考，并令为本码元初相与前一码元初相差，则双比特绝对码码元AB与载波相位的关系如表3-2所示。 3.4 混合调制技术 除了上面介绍的几种调制方法以外，随着通信技术的发展，出现了许多新的调制技术。如抑制载波的双边带调制(DSBSC), 正交幅度调制（QAM），幅度相位混合调制（APK），最小频移键控（MSK）等。 3.4.1 抑制载波的双边带调制DSBSC 在幅度键控信号的频谱中包含载频分量和分带分量,而载波本身并不携带信息,却占用了大部分功率,那么既然载波分量不携带信息,就可以将它完全抑制掉,将有效的功率全部用到边带传输上去,从而提高调制效率,这就是抑制载波的双边带调制。DSBSC的时域表达式是： DSBSC调制过程的波形示意图如图3-54所示。 图3-54 DSBSC的调制过程 3.4.2 正交幅度调制技术QAM 正交幅度调制技术是利用两个独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制,实现两路并行传输,又称为正交双边带调制。正交幅度调制的原理图如图3-55所示。 图3-55 QAM调制原理 对于正交幅度调制信号的解调必须采用相干解调法。假设传输信道具有理想特性，且接收端的相干载波与发送端载波完全同步，则在接收端信号经乘法器和低通滤波器（LPF）后的输出为： 正交幅度调制的原理图如图3-56所示。 （b）接收端 图3-56 QAM解调原理 3.4.3 幅度相位混合调制APK 幅度相位混合调制就是用基带信号同时控制载波的振幅和相位变化的一种数字调制方式，这种方式既可提高频带的利用率，又可获得较高的效率。例如，对于4DPK信号若采用两种电平幅度，则可得到8种状态，频带利用率提高了一倍。 APK信号的一般表达式可写为： 3.4.4 最小频移键控MSK 调制信号的功率谱主瓣越窄，滚降速度越快，旁瓣所含的功率分量越小，相同路径越平滑越好。不同频率的载波信号来自于两个独立的振荡源，已调信号在频率转换点上的相同可以不连续，功率谱中旁瓣分量很大，因而经带限后会引起包络起伏。为克服上述缺点可采用连续相位的频移键控CPFSK技