1、第八章第八章 新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)一、正交振幅調(diào)制(QAM) 二、最小移頻鍵控(MSK)三、高斯最小移頻鍵控(GMSK)四、正交頻分復(fù)用五、時頻調(diào)制一、正交振幅調(diào)制(QAM) tnTtgAtnTtgAtecnnsncnnsnosinsin)(coscos)()(1 1、振幅相位聯(lián)合鍵控、振幅相位聯(lián)合鍵控(APK)(APK)系統(tǒng)系統(tǒng) 1)、多進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)：頻帶利用率的提高是通過犧牲功率利犧牲功率利用率用率來換取的。2)、幅相聯(lián)合鍵控(APK)方式：振幅和相位聯(lián)合鍵控。在該方式中，當(dāng)M較大時，可以獲得較好的功率利用率。設(shè)備組成較簡單；3)、幅相鍵控信號一般表示式ncnsnotn

2、TtgAtecos)()(其中)(snTtg是持續(xù)時間為Ts的單個基帶脈沖tnTtgYtnTtgXtecnsncnsnosin)(cos)()(令nnnnnnYAXAsincos3)、幅相鍵控信號一般表示式可見：APK信號可看作兩個正交調(diào)制信號之和。因為APK在其矢量圖平面上信號分布如星座，也稱星座調(diào)制。其中如正交振幅調(diào)制(QAM)。當(dāng)前研究較多是APK中的一種16QAM。一、正交振幅調(diào)制(QAM) 4)、正交振幅調(diào)制(QAM)：用兩個獨立的基帶波形對兩個相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)制。QAM在一個碼元內(nèi)可表示為： ) 11 . 8(1)cos()(TktkTtAtskckk可見：

3、QAM信號可看作兩個正交的振幅鍵控信號之和。可取多個離散值。kkA和為整數(shù)。其中 k) 31 . 8(1sincos)(TktkTtYtXtsckckk)21 . 8(sin,coskkkkkkAYAX其中kkYX 、可取多個離散值。一、正交振幅調(diào)制(QAM) 5)、特例1：單邊帶調(diào)制。TktkTtAtskck1)cos()(4/74/54/34/、可取kttmttmtsccksin)(cos)()(當(dāng)kY其中kX是的希爾伯特變換時，(8.1-3)變?yōu)椋禾乩?：4QAM=QPSK，或取，、僅取AAA4/4/kk當(dāng)即變?yōu)锽方式的QPSK。(8.1-1)可變?yōu)椋阂弧⒄徽穹{(diào)制(QAM) 5)、特

4、例3：16QAM。(8.1-3)式矢量圖如圖8-1b所示。又稱星座圖。當(dāng)kYkX取4個值,取4個值,特例4：64QAM(8.1-3)式矢量圖如圖8-1c所示。當(dāng)kYkX取8個值,取8個值,一、正交振幅調(diào)制(QAM) 6)、16QAM信號的產(chǎn)生a)、正交調(diào)幅法：2路獨立正交的4ASK疊加。b)、復(fù)合相移法：2路獨立的QPSK疊加。一、正交振幅調(diào)制(QAM) 3216AdQAM7)、16QAM和16PSK的抗噪性能故16QAM比16PSK信號的噪聲容限大4.12dB.816AdPSK若平均功率相等,且等概時，dBddSNRPSKQAM57. 1log2016161dBSNR55. 28 . 1lo

5、g102一、正交振幅調(diào)制(QAM) 二、最小移頻鍵控(MSK)1)、MSK是對FSK信號作某種改進(jìn)，是一種正交調(diào)制，使兩個相鄰的頻率跳變的碼元之間相位始終保持連續(xù)變化的一種調(diào)制。又稱快速移頻鍵控(FFSK)。 “最小”：指能以最小調(diào)制指數(shù)(即0.5)獲得正交信號； “快速”：指對于給定頻帶，能比PSK傳更高的比特率；由正交調(diào)制和相位連續(xù)性，得：若初始相位任意：要求)92 . 8(21sTmff若初始相位確定：要求)112 . 8(221sTmff2)、二進(jìn)制MSK表達(dá)式：)122 . 8() 1(2cos)(sskskcMSKkTtTktTatts碼元寬度第k個碼元中的信息，其取值為1；kas

6、Tk第k個碼元中的相位常數(shù)，在碼元寬度內(nèi)保持不變；第k個碼元中的信息，其取值為1；scksckTfaTfa221, 1221, 1125 . 02112ssfThTfff二、最小移頻鍵控(MSK)3)、脈寬的約束性： 由正交性得：)182 . 8(144sscTmNTnfMSK信號在每個碼元周期內(nèi)，必須包含1/4個載波周期中的整數(shù)倍.)192 . 8(141411414101ssssTmNTffTmNTff014141TmNTmNTs1ka包含的正弦波數(shù)相差1/2個周期。二、最小移頻鍵控(MSK)382 . 8(/1612cos32)(2222HzWTffTffTSscscs4)、相位的約束性

7、： 在任一碼元期間內(nèi)，信號相位線性變化 碼元轉(zhuǎn)換時刻，信號相位連續(xù) 5)、已調(diào)信號的振幅恒定。6)、MSK信號的歸一化功率譜：2 與2PSK相比，其功率譜更緊湊，表明主瓣所占的頻帶寬度比2PSK信號窄。在主瓣帶寬之外，功率譜旁瓣的下降也更為迅速。說明比較適合在窄帶信道中傳輸，故抗干擾性能要優(yōu)于2PSK。二、最小移頻鍵控(MSK)282 . 8 () 1(sin2sincos2cos)(sscskcskkkTtTktTtqtTtpts7)、MSK信號的產(chǎn)生方法： (8.2-12)可以變?yōu)椋旱谝豁検峭喾至浚琁分量；第二項是正交分量，Q分量；)292 . 8(1cos, 1coskkkkkaqps

8、Tt2cos稱為加權(quán)函數(shù)(或調(diào)制函數(shù)).sTt2sin和二、最小移頻鍵控(MSK)MSK調(diào)制器MSK相干解調(diào)器三、高斯最小移頻鍵控(GMSK)1)、目標(biāo)：使MSK信號的帶寬更窄、主瓣之外的衰減更快以滿足移動通信的要求。2)、方法：在MSK調(diào)制器之前加入一個高斯低通濾波器。3)、高斯低通濾波器必須滿足下列要求：帶寬窄，且是銳截止的、具有較低的過沖脈沖響應(yīng)、能保持輸出脈沖的面積不變。4)、GMSK信號的功率譜：其頻譜特性的改善是通過降低誤比特率性能換來的。 5)、前置濾波器的帶寬越窄，輸出功率譜就越緊湊，誤比特率性能變得越差。 四、正交頻分復(fù)用(OFDM)1)、問題：單載波易受到干擾，已收到碼間干

9、擾。2)、方法：采用多個載波，分成多個信道，將基帶信號均勻分散到每個子信道的載波調(diào)制。3)、OFDM特點： a）各子載波的已調(diào)信號頻譜部分重疊； b）各路信號相互正交； c）各子載波的多進(jìn)制調(diào)制； d）根據(jù)信道特點，采用不同的調(diào)制方法；4)、OFDM缺點： a）易受頻率偏移和相位噪聲的影響； b）降低射頻功率放大器的效率；五、時頻調(diào)制方式1)、適合在隨參信道中使用的一種調(diào)制方式。2)、不同類型的時頻調(diào)制信號，有的能起分集接收的效果，有的能克服或減小碼間干擾的影響，有的既能起分集作用（抗衰落）又能起抗碼間干擾的作用。 3)、方法：在一個或一組二進(jìn)制符號的持續(xù)時間內(nèi)，用若干個較窄的射頻脈沖來傳輸原二進(jìn)制符號信息，而相鄰射頻脈沖具有不同頻率，并按串序發(fā)送。這種在不同的時間發(fā)送不同頻率所構(gòu)成的信號就稱時頻調(diào)制信號。有時又稱時頻編碼信號。 4)、說明：第一，只要選用的頻率不相關(guān)或相關(guān)性不大，則在接收端具有頻率分集的效果；第二，有抗多徑時延的作用，因為這時不會有