第三章调制技术精选PPT.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《第三章调制技术精选PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第三章调制技术精选PPT.ppt(56页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第三章调制技术第三章调制技术第1页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory目录目录概述3.1高斯最小移频键控GMSK3.4高阶调制 3.6QPSK调制 3.5最小移频键控MSK 3.2正交频分复用 3.7第2页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.1 3.1 概述概述 调制调制就是对消息源信息进行编码的过程,其目的就是使携带信息的信号就是对消息源信息进行编码的过程,其目的就是使携带信息的信号与信道特性相匹配以及有效的利用信道。与信道特性相匹配以及有效的利用信道。多径衰落、多普勒频率扩展;日益增加的用户数目,无线信道频谱多径衰落、
2、多普勒频率扩展;日益增加的用户数目,无线信道频谱的拥挤这些因素对调制方式的选择都有重大的的拥挤这些因素对调制方式的选择都有重大的影响影响。信源编码将信源中的冗余信息进行压缩,减少传递信息所需的带宽资源,这对于频谱有限的移动通信系统而言是至关重要的。第3页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory影响调制方式的选择的主要因素影响调制方式的选择的主要因素1.1.频带利用率频带利用率:在数字调制中,常用带宽效率在数字调制中,常用带宽效率b b 来表示它对频谱资源的来表示它对频谱资源的利用效率,它定义为利用效率,它定义为b b R Rb b/B B,其中其中R Rb b为比
3、特速率,为比特速率,B B为无线信号的带宽。为无线信号的带宽。2.2.功率效率功率效率:指保持信息精确度的情况下所需的最小信号功率(或者说最小信噪比)指保持信息精确度的情况下所需的最小信号功率(或者说最小信噪比)3.3.已调信号恒包络已调信号恒包络 4.4.易于解调易于解调 5.5.带外辐射:带外辐射:一般要求达到一般要求达到-60到到-70dB 6.在移动通信系统中,采用何种调制方式,要综合考虑上述各种因在移动通信系统中,采用何种调制方式,要综合考虑上述各种因素。素。第4页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory要求要求信源编码的原理和应用;信源编码的原理和应用
4、;在蜂窝移动通信中对调制解调技术的要求;在蜂窝移动通信中对调制解调技术的要求;频移键控信号的相位连续性对信号功率谱的影响;频移键控信号的相位连续性对信号功率谱的影响;MSKMSK和和GMSKGMSK信号特点和功率谱特性;信号特点和功率谱特性;QPSKQPSK、OQPSKOQPSK和和 -QPSK -QPSK信号特点和功率谱特性;信号特点和功率谱特性;传输系统的非线性对各种传输系统的非线性对各种QPSKQPSK信号的影响。信号的影响。第5页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory.2.2 最小移频键控最小移频键控MSK MSK 3.2.1 3.2.1 相位连续的相位
5、连续的2FSK2FSK 3.2.2 MSK3.2.2 MSK信号的相位路径、频率及功率谱信号的相位路径、频率及功率谱第6页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.2.1 3.2.1 相位连续的相位连续的2FSK 2FSK 2FSK信号 设要发送的数据为设要发送的数据为ak=1,码元长度为码元长度为Tb。在一个码元时间内,它。在一个码元时间内,它们分别用两个不同频率们分别用两个不同频率f1,f2的正弦信号表示,例如的正弦信号表示,例如:式中,定义载波角频率(虚载波)为:1 1,2 2对对c c 的角频偏为的角频偏为:第7页,本讲稿共56页Mobile Commu
6、nication Theory3.2.1 3.2.1 相位连续的相位连续的2FSK2FSK定义调制指数h:根据ak,h,Tb可以重写一个码元内 2FSK信号表达式:式中 称作附加相位。第8页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.2.1 3.2.1 相位连续的相位连续的2FSK2FSK附加相位附加相位是是t t的线性函数,其的线性函数,其中斜率为中斜率为 ,截距为截距为 ,其特性如图,其特性如图3.2 3.2 产生产生2FSK2FSK信号两种不同的方法:信号两种不同的方法:开关切换方法开关切换方法(相位不连续)和(相位不连续)和调频调频(相位连(相位连续),如
7、图续),如图3.33.3第9页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.2.1 3.2.1 相位连续的相位连续的2FSK2FSK 所谓相位连续是指不仅在一个码元持续期间相位连续,而且在从码元ak-1到ak转换的时刻kTb,两个码元的相位也相等,即即这样就要求满足关系式:第10页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.2.1 3.2.1 相位连续的相位连续的2FSK2FSK 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3.4所示。第1
8、1页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.2.1 3.2.1 相位连续的相位连续的2FSK2FSK 由图3.4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3.5分别是它们的功率谱特性例子。第12页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.2.1 3.2.1 相位连续的相位连续的2FSK2FSK 可以发现,在相同的调制指数可以发现,在相同的调制指数h h情况下,情况下,CPFSKCPFSK的带宽的带宽要比一般的要比一般的2FSK2FSK带宽要窄。这意
9、味着前者的频带效率要带宽要窄。这意味着前者的频带效率要高于后者。高于后者。随着调制指数随着调制指数h h的增加,信号的带宽也在增加。从频带的增加,信号的带宽也在增加。从频带效率考虑,调制指数效率考虑,调制指数h h不宜太大。但过小又因两个信号频率过不宜太大。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。及信号的带宽综合考虑。第13页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory2FSK信号的归一化互相关系数可以求得如下(为方便讨论,令它们的初相为零):通常总是通常总是
10、c cT Tb b =2=2ffc c/f/fb b 1,1,或或c cT Tb b=nn,因此略去第一项,得到,因此略去第一项,得到 -h h关系曲线如图关系曲线如图3.63.6。3.2.1 3.2.1 相位连续的相位连续的2FSK2FSK第14页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory从从图图中中可可以以看看出出,当当调调制制指指数数h h=0.5=0.5,1 1,1.51.5,.时时,=0,=0,即两个信号是正交的。即两个信号是正交的。h h=0.5=0.5的的CPFSKCPFSK就就称称作作最最小小移移频频键键控控MSKMSK。它它是是在在两两个个信信号号
11、正正交交的的条条件下,对给定的件下,对给定的R Rb b有最小的频差。有最小的频差。3.2.1 3.2.1 相位连续的相位连续的2FSK2FSK第15页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.2.2 MSK3.2.2 MSK信号的相位路径、频率及功率谱信号的相位路径、频率及功率谱由于h=1/2,MSK的相位约束条件就是由于由于|a ak k-a ak k-1-1|总为偶数,所以初始相位为总为偶数,所以初始相位为零时,其后各码元的初相位为零时,其后各码元的初相位为的整数倍。的整数倍。相位路径的例子如图相位路径的例子如图3.73.7所示,其中初始相所示,其中初始相
12、位为零。图中可以看到的取值为位为零。图中可以看到的取值为0 0,-、-、-、3 3、.(k k=0,1,2=0,1,2.)。1.1.相位路径相位路径第16页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.2.2 MSK3.2.2 MSK信号的相位路径、频率及功率谱信号的相位路径、频率及功率谱在MSK信号中,码元速率Rb=1/Tb、峰值频偏fd和两个频率f1、f2存在一定的关系。当给定码元速率Rb时可以确定各个频率如下:即载波频率应当是Rb/4的整数倍。2.MSK2.MSK的频率关系的频率关系第17页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory
13、3.2.2 MSK3.2.2 MSK信号的相位路径、频率及功率谱信号的相位路径、频率及功率谱3.MSK3.MSK的功率谱的功率谱MSKMSK的功率谱为的功率谱为 式中式中A A为信号的幅度。功率谱特性如图为信号的幅度。功率谱特性如图3.83.8所示。为便于比较,图中也给出一所示。为便于比较,图中也给出一般般2FSK2FSK信号的功率谱特性。信号的功率谱特性。由图可见,由图可见,MSK MSK 信号比一般信号比一般2FSK2FSK信号信号有更高的带宽效率。有更高的带宽效率。第18页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.3 3.3 高斯最小移频键控高斯最小移频键
14、控GMSKGMSK GMSKGMSK是一种是一种恒包络调制恒包络调制方式,可以采用功率效率高而便宜方式,可以采用功率效率高而便宜的非线性功率放大器,这使用户单元(手机)的价格比较低,的非线性功率放大器,这使用户单元(手机)的价格比较低,有利于当时移动电话的普及。有利于当时移动电话的普及。3.3.1 3.3.1 高斯滤波器的传输特性高斯滤波器的传输特性 3.3.2 GMSK3.3.2 GMSK信号的波形和相位路径信号的波形和相位路径 3.3.3 GMSK3.3.3 GMSK信号的调制与解调信号的调制与解调3.3.4 GMSK3.3.4 GMSK功率谱功率谱 第19页,本讲稿共56页Mobile
15、Communication Theory3.3.1 3.3.1 高斯滤波器的传输特性高斯滤波器的传输特性GMSK就是基带信号经过高斯低通滤波器的MSK,如图3.9第20页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.3.1 3.3.1 高斯滤波器的传输特性高斯滤波器的传输特性频率特性频率特性频率特性频率特性HH(f f)和冲激响应和冲激响应和冲激响应和冲激响应h h(t t)高斯滤波器具有指数形式的响应特性,其中幅度特性为 冲激响应为令Bb为H(f)的3dB带宽,因为H(0)=1,则有H(f)|f=Bb=H(Bb)=0.707,可以求得a:给定给定x xb b,就可
16、以计算出就可以计算出H H(x x)、h h()()并画出它们的特性曲并画出它们的特性曲线如图线如图3.103.10。第21页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.3.1 3.3.1 高斯滤波器的传输特性高斯滤波器的传输特性令令=t t/T Tb b ,并把,并把a a=1.7=1.7 B Bb b代入(代入(3.153.15)并设)并设T Tb b=1,=1,则有则有设要传输的码元长度为Tb,速率为 Rb=1/Tb,以Rb为参考,对f归一化:x=f/Rb=fTb ,则归一化3dB带宽为:这样,用归一化频率表示的频率特性就为H(x):第22页,本讲稿共56页
17、Mobile Communication Theory3.3.2 GMSK3.3.2 GMSK信号的波形和相位路径信号的波形和相位路径 设设要要发发送送的的二二进进制制数数据据序序列列 b bk k(b bk k =1)=1)所所用用线线路路码码为为NRZNRZ码码,码码元元起起止止时时刻刻为为T Tb b的的整整数数倍倍,此此基基带带信信号号经经过过高斯滤波器后输出为高斯滤波器后输出为信号对调频器调频,输出为附加相位为附加相位为第23页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.3.2 GMSK3.3.2 GMSK信号的波形和相位路径信号的波形和相位路径在一个码
18、元结束时,相位的增量取决于在该码元期间q(t)曲线下的面积Ak:例如图3.13,xb=0.3,截取g(t)的长度为3Tb(N=1)的情况。在bk期间内,q(t)曲线只由bk及其前后一个码元bk-1、bk+1所确定。当这三个码元同符号时,Ak有最大值Amax,设计调频器的参数kfm 使。这样调频器输出就是一个GMSK信号。第24页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.3.2 GMSK3.3.2 GMSK信号的波形和相位路径信号的波形和相位路径第25页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.3.2 GMSK3.3.2 GMSK信
19、号的波形和相位路径信号的波形和相位路径 经过预滤波后的基带信号经过预滤波后的基带信号q(t),相位函数相位函数(t)和和GMSK信信号的例子如图号的例子如图3.15。第26页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.3.3 GMSK3.3.3 GMSK信号的调制与解调信号的调制与解调因为因此常常采用正交调制方法。在实际的应用中可以事先 制作和两张表,根据输入数据通过查表读出相应的数值,得到相应的 和波形。GMSK 正交调制方框图如图3.16所示。1.调制调制第27页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.3.3 GMSK3.3.
20、3 GMSK信号的调制与解调信号的调制与解调第28页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.3.3 GMSK3.3.3 GMSK信号的调制与解调信号的调制与解调 GMSKGMSK可以用相干方法解调可以用相干方法解调,也可以用非相干方法解调。这里介绍一比特也可以用非相干方法解调。这里介绍一比特延迟差分解调方法(非相干解调)延迟差分解调方法(非相干解调),其原理如图其原理如图3.183.18。2.解调解调设接收到的信号为设接收到的信号为 则则W W(t)(t)为为第29页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.3.3 GMSK3.
21、3.3 GMSK信号的调制与解调信号的调制与解调和s(t)相乘得x(t)经过低通滤波同时考虑到,得到y(t)第30页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.3.3 GMSK3.3.3 GMSK信号的调制与解调信号的调制与解调式中是一个码元的相位增量。在t=(k+1)Tb时刻对y(t)抽样得到y(k+1)Tb),它的符号取决于的符号,判决准 则为即0判决解调的数据为=+1即0判决解调的数据为=-1解调过程的各波形如图3.19所示,其中设A(t)为常数。第31页,本讲稿共56页Mobile Communication Theory3.3.3 GMSK3.3.3 G
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第三 调制 技术 精选 PPT
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内