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通信原理課件-fanxy-6第七章 正弦載波數字調制系統.ppt 112頁

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  • 上傳作者 小白兔(上傳創作收益人)
  • 發布時間:2019-07-20
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由于四相絕對移相信號可以看作是兩個正交2PSK信號的合成,對應圖7-28 B方式的4PSK信號的解調,可采用與2PSK信號類似的解調方法進行解調。用兩個正交的相干載波分別對兩路2PSK進行相干解調。 2、多進制的相對移相(MDPSK) 以四進制相對相移信號4DPSK為例進行討論。 [例7.4.1] 圖7-31 4PSK、4DPSK信號的調制波形 3、多進制相移鍵控的抗噪聲性能 圖7-35 MPSK系統的誤碼率性能曲線 在M值很大時,差分移相和相干移相相比約損失3dB的功率。在四相時,大約損失2.3dB的功率。 現代數字調制技術 我們介紹目前實際通信系統中常使用的幾種現代數字調制技術。首先介紹幾種恒包絡調制,包括偏移四相相移鍵控(OQPSK)、π/4四相相移鍵控(π/4-QPSK)、最小頻移鍵控(MSK)和高斯型最小頻移鍵控(GMSK);然后介紹正交幅度調制(QAM),它是一種不恒定包絡調制。 偏移四相相移鍵控(OQPSK) 在數字調制中,假設QPSK信號的每個碼元的包絡為矩形方波,則高頻信號也具有恒包絡特性,但這時已調信號的頻譜將為無窮大,而實際上信道帶寬總是有限的,為了對QPSK信號的帶寬進行限制,先將基帶雙極性矩形不歸零脈沖序列先經過基帶成形濾波器進行限帶,然后再進行QPSK調制。 (a)QPSK信號的相位關系 (b)OQPSK信號的相位關系 圖8-1 QPSK和OQPSK信號的相位關系 π/4四相相移鍵控 與OQPSK只有四個相位點不同, π/4 -QPSK信號已調信號的相位被均勻地分配為相距 π/4 的八個相位點。 最小頻移鍵控(MSK) OQPSK和 π/4 -QPSK雖然避免了QPSK信號相位突變180度的現象,改善了包絡起伏,但是并沒有從根本上解決包絡起伏問題。究其原因,包絡起伏是由相位的非連續變化引起的。因此,我們自然會想到使用相位連續變化的調制方式,這種方式稱為連續相位調制(CPM)。 MSK是一種特殊的2FSK信號,它是二進制連續相位頻移鍵控(CPFSK)的一種特殊情況。在6.2.2節中討論的2FSK信號通常是由兩個獨立的振蕩源產生的,在頻率轉換處相位不連續,因此,會造成功率譜產生很大的旁瓣分量,若通過帶限系統后,會產生信號包絡的起伏變化,這種起伏是我們所不需要的。 MSK信號具有如下特點: (1)MSK信號的包絡是恒定不變的; (2)MSK是調制指數為0.5的正交信號,頻率偏移等于( )Hz; (3)MSK波形相位在碼元轉換時刻是連續的; (4)MSK附加相位在一個碼元持續時間內線性地變化 等; 圖8-9 MSK、GMSK和OQPSK等信號的功率譜密度 MSK信號的頻譜特性 高斯最小頻移鍵控(GMSK) 人們設法對MSK的調制方式進行改進:在頻率調制之前用一個低通濾波器對基帶信號進行預濾波,它通過濾出高頻分量,給出比較緊湊的功率譜,從而提高譜利用率。 8.6正交幅度調制(QAM) 正交振幅調制(QAM)是一種幅度和相位聯合鍵控(APK)的調制方式。它可以提高系統可靠性,且能獲得較高的信息頻帶利用率,是目前應用較為廣泛的一種數字調制方式。 正交振幅調制是用兩路獨立的基帶數字信號對兩個相互正交的同頻載波進行抑制載波的雙邊帶調制,利用已調信號在同一帶寬內頻譜正交的性質來實現兩路并行的數字信息傳輸。 圖8-10 16QAM的星座圖 圖8-11 MQAM信號的星座圖 7.3.2 2FSK的抗噪聲性能 2FSK的解調同樣可以采用相干解調和非相干解調。但是由于2FSK中有兩個不同的頻率,因此我們在利用圖7-19分析其抗噪聲性能時,可以認為有兩路不同頻率的2ASK信號通過圖中各部分,顯然圖中帶通濾波器的中心頻率以及本地載波頻率必須和兩路已調信號的載頻一致,最后判決器根據上下兩個支路解調輸出樣值的大小作出判決,從而解調出原始數字基帶信號。 1、相干解調性能 2、非相干解調性能 7.3.3 2PSK和2DPSK的抗噪聲性能 3、2DPSK的相干解調性能分析 2DPSK的相干解調電路參見圖7-17(a)所示,它是在如圖7-14 所示2PSK相干解調電路的輸出端再加碼反變換器構成,所以前面討論的2PSK相干解調系統的誤碼率公式(7.3-48)不是它的最終結果。理論分析可以證明,接入碼反變換器后會使誤碼率增加(1~2倍)。 僅就抗噪聲性能而言,2DPSK的相干解調誤碼率指標仍優于差分相干解調系統,但是,由于2DPSK系統的差分相干解調電路比相干解調電路簡單得多,因此2DPSK系統中大都采用差分相干解調。 7.3.4 二進制數字調制系統的性能比較 圖7-22 2、頻帶寬度 3、對信道特性變化的敏感性 4、設備復雜度 從設備復雜度方面考慮,一般說來,

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