通信原理课件fanxy-6第七章 正弦载波数字调制系统课件.ppt

由于四相绝对移相信号可以看作是两个正交2PSK信号的合成，对应图7-28 B方式的4PSK信号的解调，可采用与2PSK信号类似的解调方法进行解调。用两个正交的相干载波分别对两路2PSK进行相干解调。 2、多进制的相对移相(MDPSK) 以四进制相对相移信号4DPSK为例进行讨论。 [例7.4.1] 图7-31 4PSK、4DPSK信号的调制波形 3、多进制相移键控的抗噪声性能 图7-35 MPSK系统的误码率性能曲线 在M值很大时，差分移相和相干移相相比约损失3dB的功率。在四相时，大约损失2.3dB的功率。 现代数字调制技术 我们介绍目前实际通信系统中常使用的几种现代数字调制技术。首先介绍几种恒包络调制，包括偏移四相相移键控（OQPSK）、π/4四相相移键控（π/4-QPSK）、最小频移键控（MSK）和高斯型最小频移键控（GMSK）；然后介绍正交幅度调制（QAM），它是一种不恒定包络调制。 偏移四相相移键控（OQPSK） 在数字调制中，假设QPSK信号的每个码元的包络为矩形方波，则高频信号也具有恒包络特性，但这时已调信号的频谱将为无穷大，而实际上信道带宽总是有限的，为了对QPSK信号的带宽进行限制，先将基带双极性矩形不归零脉冲序列先经过基带成形滤波器进行限带，然后再进行QPSK调制。 （a）QPSK信号的相位关系 （b）OQPSK信号的相位关系 图8-1 QPSK和OQPSK信号的相位关系 π/4四相相移键控 与OQPSK只有四个相位点不同， π/4 -QPSK信号已调信号的相位被均匀地分配为相距 π/4 的八个相位点。 最小频移键控（MSK） OQPSK和 π/4 -QPSK虽然避免了QPSK信号相位突变180度的现象，改善了包络起伏，但是并没有从根本上解决包络起伏问题。究其原因，包络起伏是由相位的非连续变化引起的。因此，我们自然会想到使用相位连续变化的调制方式，这种方式称为连续相位调制（CPM）。 MSK是一种特殊的2FSK信号，它是二进制连续相位频移键控（CPFSK）的一种特殊情况。在6.2.2节中讨论的2FSK信号通常是由两个独立的振荡源产生的，在频率转换处相位不连续，因此，会造成功率谱产生很大的旁瓣分量，若通过带限系统后，会产生信号包络的起伏变化，这种起伏是我们所不需要的。 MSK信号具有如下特点： （1）MSK信号的包络是恒定不变的； （2）MSK是调制指数为0.5的正交信号，频率偏移等于（ ）Hz； （3）MSK波形相位在码元转换时刻是连续的； （4）MSK附加相位在一个码元持续时间内线性地变化 等； 图8-9 MSK、GMSK和OQPSK等信号的功率谱密度 MSK信号的频谱特性 高斯最小频移键控（GMSK） 人们设法对MSK的调制方式进行改进：在频率调制之前用一个低通滤波器对基带信号进行预滤波，它通过滤出高频分量，给出比较紧凑的功率谱，从而提高谱利用率。 8.6正交幅度调制（QAM） 正交振幅调制（QAM）是一种幅度和相位联合键控（APK）的调制方式。它可以提高系统可靠性，且能获得较高的信息频带利用率，是目前应用较为广泛的一种数字调制方式。 正交振幅调制是用两路独立的基带数字信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，利用已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。 图8-10 16QAM的星座图 图8-11 MQAM信号的星座图 7.3.2 2FSK的抗噪声性能 2FSK的解调同样可以采用相干解调和非相干解调。但是由于2FSK中有两个不同的频率，因此我们在利用图7-19分析其抗噪声性能时，可以认为有两路不同频率的2ASK信号通过图中各部分，显然图中带通滤波器的中心频率以及本地载波频率必须和两路已调信号的载频一致，最后判决器根据上下两个支路解调输出样值的大小作出判决，从而解调出原始数字基带信号。 1、相干解调性能 2、非相干解调性能 7.3.3 2PSK和2DPSK的抗噪声性能 3、2DPSK的相干解调性能分析 2DPSK的相干解调电路参见图7-17（a）所示，它是在如图7-14 所示2PSK相干解调电路的输出端再加码反变换器构成，所以前面讨论的2PSK相干解调系统的误码率公式（7.3-48）不是它的最终结果。理论分析可以证明，接入码反变换器后会使误码率增加（1～2倍）。 仅就抗噪声性能而言，2DPSK的相干解调误码率指标仍优于差分相干解调系统，但是，由于2DPSK系统的差分相干解调电路比相干解调电路简单得多，因此2DPSK系统中大都采用差分相干解调。 7.3.4 二进制数字调制系统的性能比较 图7-22 2、频带宽度 3、对信道特性变化的敏感性 4、设备复杂度 从设备复杂度方面考虑，一般说来，