第八章新型数字带通调制技术演示幻灯片.ppt

通信原理;通信原理;*;*;第8章 新型数字带通调制技术;1. 振幅相位联合键控（APK） 2. 正交调制模型 3. 正交振幅调制信号的表示 4. 16QAM产生方法 5. QAM信号和PSK信号的性能比较 6. 16QAM实例 7. 例题;　振幅相位联合键控系统（APK）：问题的提出;振幅相位联合键控（APK）;*;*;*;*;*;*;*;*;*;它用两路独立的QPSK信号（大圆和小圆）叠加，形成16QAM信号，如下图所示。 图中虚线大圆上的4个大黑点表示第一个QPSK信号矢量的位置。在这4个位置上可以叠加上第二个QPSK矢量，后者的位置用虚线小圆上的4个小黑点表示。;*;第8章 新型数字带通调制技术;*;*;*;*;5. QAM频带利用率;*;第8章 新型数字带通调制技术;*;*;*;*;*;*;*;QAM的星座图含义;*;*;*;*;*;QAM星座图的参数（1）;*;*;QAM星座图的参数（2）;16QAM的两种星座图比较（1）;16QAM的两种星座图比较（2）;16QAM的两种星座图比较（3）;*;从矢量图(星座图)看16QAM的优点;第8章 新型数字带通调制技术;*;*;MSK背景技术;　恒包络调制: 问题的提出;MSK（最小频移键控）;如何由FSK得到MSK？ 相位连续的FSK，且频谱效率最高。;相位连续的FSK(CPFSK) ;定义调制指数h:;相位连续的2FSK ;即要求当前码元的初相位由前一码元的初相位、当前码元ak和前一码元ak-1来决定。 这关系就是相位约束条件。这两种相位特性不同的FSK信号波形如图所示。 ;由图8.1可以看出，相位不连续的2FSK信号在码元交替时刻，波形是不连续的，而CPFSK信号是连续的，这使得它们的功率谱特性很不同。图8.2分别是它们的功率谱特性例子。 ;可以发现，在相同的调制指数h情况下，CPFSK的带宽要比一般的2FSK带宽要窄。这意味着前者的频带效率要高于后者。 随着调制指数h的增加，信号的带宽也在增加。从频带效率考虑，调制指数h不宜太大。但过小又因两个信号频率过于接近而不利于信号的检测。所以应当从它们的相关系数以及信号的带宽综合考虑。 ;最小移频键控MSK ; 从图中可以看出，当调制指数h=0.5，1，1.5，….时，ρ=0, 即两个信号是正交的(信号的正交有利于信号的检测，故h的取值应满足ρ=0)。 又h越小，频带利用率越高，故取h=0.5 h=0.5的CPFSK就称作最小移频键控MSK。它是在两个信号正交的条件下，对给定的Rb有最小的频差。; MSK（最小频移键控）;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;2.MSK波形的周期数; 上式左端4项应分别等于零，所以将第3项sin(2?k) = 0的条件代入第1项，得到要求 即要求 或 上式表示，MSK信号每个码元持续时间Ts内包含的波形周期数必须是1 / 4周期的整数倍，即上式可以改写为 式中，N ― 正整数；m = 0, 1, 2, 3 ;*;续上： 由上式可以得知： 式中，T1 = 1 / f1；T0 = 1 / f0 上式给出一个码元持续时间Ts内包含的正弦波周期数。由此式看出，无论两个信号频率f1和f0等于何值，这两种码元包含的正弦波数均相差1/2个周期。例如，当N =1，m = 3时，对于比特“1”和“0”，一个码元持续时间内分别有2个和1.5个正弦波周期。（见下图）;波形周期数;*;*;3. MSK的功率谱 ; 由图可见，MSK 信号比一般2FSK信号有更高的带宽效率。但旁瓣的辐射功率仍然很大。90%的功率带宽为2×0.75Rb，99%的功率带宽为2×1.2Rb ，移动通信不可能提供这样宽的带宽，且还有1%的边带功率辐射到邻近信道，造成邻道干扰。 故MSK的频谱仍然不能满足要求。旁瓣大是因为数字基带信号含有丰富的高频分量，可先用低通滤波器滤去高频分量，再进行MSK调制，即可减少已调信号的带外辐射;*;*;*;*;*;*;*;正交表示法解析; 虽然每个码元的持续时间为Ts，似乎pk和qk每Ts秒可以改变一次，但是pk和qk不可能同时改变。因为仅当ak ? ak-1，且k为奇数时，pk才可能改变。但是当pk和ak同时改变时，qk不改变；另外，仅当，且k为偶数时，pk不改变，qk才改变。换句话说，当k为奇数时，qk不会改变。所以两者不能同时改变。 此外，对于第k个码元，它处于(k-1)Ts t ? kTs范围内，其起点是(k - 1)Ts。由于k为奇数时pk才可能改变，所以只有在起点为2nTs (n为整数)处，即cos(?t/2Ts)的过零点处pk才可能改变。 同理，qk只能在sin (?t/2Ts)的过零点改变。 因此，加权函数cos(?t/2Ts)和sin (?