第3章无线通信基本技术2.pptVIP

　　　　　　　3.3 调制技术3.3.1 调制技术概述　　调制的目的就是使携带信息的信号与信道特性相匹配，从而有效地利用信道传输。 调制是通过改变高频载波的幅度、频率和相位，使其随着基带信号的变化而变化来实现的； 解调则是将基带信号从载波中提取出来，便于接收者(信宿)处理和理解的过程。 3.3.2 最小频移键控(MSK)　　最小频移键控(MSK)是2FSK的改进。　　1. 2FSK信号　　设输入到调制器的数据序列中传号(1)表示为+1，空号(0)表示为－1(ak=±1 )，输入数据比特的宽度为Tb。 2FSK输出信号为　　 式中， kTb≤t≤(k+1)Tb，ω1=2πf1，ω2=2πf2。 　　定义载波角频率为　　 ω1、ω2对ωc的角频偏为　　 其中， 　　　　　　　就是对载波频率fc的频率偏移。　　定义调制指数为  根据ak、h、Tb可以重写一个码元内2FSK信号表达式： 　　2. 相位连续的2FSK　　从原理上讲, 2FSK信号的产生可以用两种不同的方法：开关切换方法和调频方法，如图3-5所示。 将式(3-3-6)代入式(3-3-7)，有这样就要求满足关系式：　　　　　　　　φk=(ak－1－ak)πhk+φk－1　　 (3-3-9)即要求当前码元的初相位φk由前一码元的初相位φk－1、前一码元ak－1和当前码元ak来决定。这种关系就是相位约束条件。满足这种相位约束条件的FSK就是相位连续的FSK。这两种相位特性不同的FSK信号波形如图3-6所示。 　　另外，随着调制指数的增加，信号的带宽也在增加。从频带效率考虑，调制指数不宜太大；但过小又会因两个信号频率过于接近而不利于信号的检测，所以，应当根据它们的相关系数以及信号的带宽综合考虑。 　　3. 最小频移键控(MSK，Minimum Shift Keying)　　为方便讨论，令它们的初始相位为0，可以求得2FSK信号归一化互相关函数ρ如下： 　　这些使ρ=0的参数h的最小值为0.5，此时在Tb给定的情况下，对应的两个信号的频率差|f1－f2|存在最小值，从而使FSK信号有最小的带宽。 相邻码元的相位变化量为由于ak=±1，因此，每经过Tb时间，相位增加或减少π/2，由该码元ak的取值而定。 随着时间的推移，附加相位的函数曲线是一条折线，称为MSK信号的相位路径。 从图中可以看到φk的取值: 0，－π/2，0， π/2， π， …(k=0，1，2， 3，4，…)。 　　3) MSK的功率谱　　MSK的功率谱为　 式中, A为信号的幅度。 　　MSK的谱特性已比2FSK有很大的改进，但旁瓣的辐射功率仍然很大，从而造成较大的邻道干扰。 旁瓣的功率之所以比较大, 是因为数字基带信号含有丰富的高频分量，若用低通滤波器滤掉其高频分量，则可以减少已调信号的带外辐射。 移动通信的邻道干扰要求低于60dB，故MSK的频谱仍不能满足要求。 　　5. 高斯滤波最小频移键控(GMSK) 为了抑制高频成分，图中的高斯低通滤波器要满足下列要求：　　(1) 带宽窄，且是锐截止的，(脉冲包络无陡峭点和拐点)　　(2) 具有较低的过脉冲响应。　　(3) 能保持输出脉冲的面积不变。 　　例3-2 为了产生0.25GMSK信号，当信道数据速率Rb=270 kb/s时，找到高斯低通滤波器的3 dB带宽。射频信道中，90%的功率集中在多大的带宽中？试确定高斯滤波器的3 dB带宽B。　　解： 　　由题目可得 因为BTb=0.25，解出B： 3.3.3 π/4 QPSK (π/4正交相移键控调制)　　1. 二进制相移键控调制(BPSK)　　BPSK随输入的数据序列的不同利用幅度恒定、相位不同的两个载波信号进行表示, 通常两个载波信号的相位相差180°。设输入数据序列为｛ak｝， ak=±1， k=－∞～+∞，则BPSK的信号形式为 　　　　　　　　　 式中，kTb≤t(k+1)Tb。 　　s(t)还可以表示为 　　　　　　　　　 即当输入为“+1”时，对应的信号附加相位为“0”, 当输入