通信原理精品课件第8章 数字调制技术.ppt

整理式(8-6-4)、(8-6-5)得 (8-6-6) 　 (8-6-7) 式中，Ik-1=cosφk-1，Qk-1=sinφk-1。 　　由式(8-6-6)、(8-6-7)可知，只要前一码元相位已知，而本码元的双比特信息也已知，即Ik-1、Qk-1和Δφk已知，Ik和Qk便能惟一确定。由式(8-6-3)、(8-6-6)及(8-6-7)可画出 　　　　　信号产生框图，如图8.6.13所示。 图8.6.13 　　　　调制器原理图 　　图中，信号变换器的作用就是完成式(8-6-6)、(8-6-7)的计算，可用硬件电路也可用软件实现。低通滤波器的作用是为了抑制带外幅射，改善频谱特性，通常采用具有平方根升余弦幅度特性的低通滤波器。 　　2. 　　　　　　信号的解调 　信号的解调可采用差分检测，无需本地相干载波，所以解调器相对较简单，这也是这种调制方式受到重视的原因之一。差分检测又分基带差分检测和中频差分检测两种，中频差分检测方法等同于DQPSK的相位比法，这里不再重复。　　　　　的基带差分检测法的原理框图如图8.6.14所示。 　　由于上、下两个支路上的每个比特持续时间是输入信息比特的两倍，即QPSK调制时码元间隔为Ts=2Tb，所以图8.6.6中的fs=1/Ts，在数值上它等于QPSK调制器输入端信息速率的一半。因此，当QPSK调制器输入信息速率为Rb时，QPSK调制信号的主瓣带宽为 BQPSK=2fs=Rb 由此可见，QPSK调制信号的带宽在数值上等于输入的二进制信息速率，而2PSK调制信号的带宽是输入二进制信息速率的两倍(即2Rb)，所以，QPSK的频带利用率比2PSK的频带利用率高一倍，为 2PSK的频带利用率为  　　频带利用率可定义为单位频带内的码元速率，也可定义为单位频带内的信息传输速率。为比较不同进制调制方式的频带利用率，通常采用后者。 8.6.2 偏移四相相移键控(OQPSK) 　　偏移四相相移键控也称为交错正交相移键控，记为OQPSK。它是继QPSK之后发展起来的一种恒包络数字调制技术。它是QPSK的一种改进形式。产生OQPSK信号的调制器框图如图8.6.7所示。 图8.6.7 OQPSK正交调制器及上、下支路基带信号波形 　　图8.6.7所示OQPSK调制器产生OQPSK信号的过程是：每当串/并变换器收到二进制码元时，它就交替地送给上、下两支路。上、下两支路对两个正交的载波进行调制，得到两个2PSK信号，这两个2PSK信号再相加即得到OQPSK调制信号。 　　需要注意的是，OQPSK调制器中的串/并变换器是“交替地”而不是“同时地”向上、下两支路输出二进制数据。图8.6.7同时给出了它的工作波形。将图8.6.7与图8.6.3中上、下支路的基带波形作一对比，不难发现，OQPSK调制器中串/并变换器的工作与QPSK中串/并变换器的工作是有差别的，尽管从表面上看两个调制器的原理图是一样的。 　　与QPSK信号的产生一样，OQPSK信号也可以用相位选择法产生。用相位选择法产生OQPSK信号的原理图也与QPSK相位选择法原理图一样，所不同的仍然是串/并变换器交替地而不是同时地向上、下两个支路输出码元。 　　OQPSK信号的解调可采用与QPSK信号解调相似的方法，解调方框图如图8.6.8所示。与QPSK解调器相比，只有两点不同： 　　(1) 上、下两支路的取样判决时刻相隔一个比特宽度Tb。这是因为调制前上、下两个支路的基带信号是相互交错，错位一个比特宽度Tb(参见图8.6.7所示的上、下支路基带波形)。 　　(2) 并/串变换器交替地从上、下两个支路接收码元并输出。解调器中的并/串变换器的工作与调制器中的串/并变换器的工作刚好相反。 图8.6.8 OQPSK信号的解调方框图 　　由于OQPSK调制器中并/串变换器交替地向上、下两支路送出码元，使得OQPSK相邻两码元不可能出现“11”与“00”或“01”与“10”之间的变化，所以，输出的OQPSK信号只有0°、±90°三种相位跳变值，根本不可能出现180°相位跳变。而QPSK信号中相邻载波相位有180°的突变，因为QPSK中前后码元是相互独立的。因此，虽然OQPSK与QPSK的理论功率谱是一样的(如图8.6.6所示)，但经实际带限非线性信道传输后，OQPSK信号与QPSK信号相比，功率谱的旁瓣较低，由此引起的带外幅射较小。 　　与2PSK解调时的情况一样，QPSK和OQPSK解调时也都有相位模糊问题。为了消除QPSK系统中载波相位模糊带来的影响，可采用四进制差分(相对)调相。 8.6.3 四进制差分相移键控(4DPSK) 　　四进制差分相移键控也称为差分正