第6章 新型数字带通调制技术.ppt

* * ASK,FSK,PSK的不足之处：频谱利用率低、抗多径抗衰落能力差、功率谱衰减慢、带外辐射严重等。 新的数字调制技术： QAM（正交幅度调制）：卫星通信、有线电视网络高速数据传输等领域 QFDM(正交频分复用)：ADSL(非对称数字环路)、HDTV GMSK（高斯最小频移键控）：GSM OQPSK(偏移四相相移键控)：北美、日本的数字蜂窝移动通信 8.1 振幅相位联合键控（APK） 4ASK 16PSK 16QAM 将振幅调制与相位调制结合起来可以充分利用信号平面。 随着进制数的增加，在信号空间中各信号点间的最小距离减小，相应的信号判决区域也随之减小。因此，当信号受到噪声和干扰的损害时，接收信号错误概率也将随之增大。 QPSK 正交幅度调制(QAM-Quadrature Amplitude Modulation) 用两个独立的双极性基带波形对相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制。 4QAM（4PSK） 16QAM：输入基带信号为四进制双极性波形（±1， ±3） 相乘器 相乘器 相加器 信道 相乘器 相乘器 低通 低通 16QAM信号的产生与解调 四电平信号 a b +3d 0 0 +d 0 1 -d 1 0 -3d 1 1 -3d -d +d +3d 1 1 0 0 c 1 0 1 0 d MQAM信号矢量图 讨论16 QAM（正交幅度调制）原理 16QAM 相邻信号点的距离 16PSK 相邻信号点的距离 d2d1 表明16QAM的抗噪声性能优于16PSK。 16 QAM 调制解调 Q 路 I 路 2-4 电平转换 I 路输入 Q 路输入 有高斯噪声 无高斯噪声 4QAM（无高斯噪声） 8.2 最小频移键控（MSK——Minimum Shift Keying） MSK是对2FSK的一种改进，可以产生恒定包络、连续相位变化的一种调制，适合于非线性限带信道。 MPSK、MQAM等存在的问题： 相位不连续、频谱衰减慢，发滤波器输出信号的带外能量大、包络不恒定，若信道是非线性的（如卫星信道），将会产生非线性失真。 MPSK、MQAM只一个载频，通过随参信道时可能将信号衰落掉。 1. 2FSK的正交性 若二进制信号的两种码元波形相互正交，则其误码率性能更好。 cos?2t与cos?1t不相关条件为 由此得： 中心频率 调制指数 k=1时频差最小，为 （最小移频键控） 2. MSK 信号的基本原理 二进制MSK信号 附加相位 1 0 0 1 1 1 信号频率 信号频率 频率间隔 调制指数 MSK属于正交的2FSK调制，利用正交条件 MSK对两个频率的要求 即两个码元包含的正弦波数差1／2个周期。 附加相位 即在一个Ts内，θ（t）的变化量为±π/2。 相位路径 0 k = 相位网格图 相位网格图 差分编码 串并转换 90０ 90０ MSK输出 数据输入 MSK调制器 例： ——MSK信号信号特点： （1）已调信号的包络恒定； （2）两个信号频率间相差为±1/2Ts; （3）附加相位在一个码元期间内线性变化±?/2； （4）在一个码元期间内信号包括四分之一载波周期的整数倍； （5）码元变化时刻信号相位是连续的。 ——MSK信号的功率谱： （1）MSK主瓣宽度较窄； （2）旁瓣下降快 适合窄带信道传输，对邻近信道干扰小等优点。 7.6.2 高斯最小频移键控（GMSK） MSK信号虽然具有频谱特性和误码性能好的优点，但就移动通信的应用而言，它占用带宽仍较宽。为进一步改善频谱特性，可以在MSK调制器前再加一级具有高斯特性的低通滤波器。 高斯 低通滤波器 MSK 调制器 输入 输出 高斯滤波的特点 ?带宽较窄，以抑制输入高频成分； ?具有较低的过冲脉冲响应，以防止过量的瞬时频偏； ?保持输出脉冲面积不变，以使GMSK信号在一个码元内相位变化为 或- 。 ?(t) GMSK MSK t/Ts 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你