现代通信原理(10-2)

1、2022-3-101现代通信原理第十章 数字信号的载波传输(2)2022-3-10210.3 二进制数字调制的误比特率 对于二进制的数字调制2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK；采用或的解调方式。都有不同的误码率计算公式。2022-3-103 假设二进制调制信号由S1(t)和 S2(t)两种波形组成。 再生判决前， S1(t)的均值为m1， S2(t)的均值为m2 判决前的噪声功率： dHniy)(|21222022-3-104用最大似然准则判断，似然函数2/)(exp212/)(exp2122222211ySysySysmTyfmTyf最佳判决电平221mmd2022-3-105总误码比

2、特：2222112121)()()()(mmmmssbdyyfSPdyyfSPP令ES1、ES2分别为S1(t)、 S2(t)在一个码元周期内（0t4时，MQAMMPSKdd距离越大，抗误码性能越好。2022-3-10421.时域表达式2.多电平QAM信号的产生2022-3-10432、QAM信号的调制和解调方式2022-3-104416QAM的星座矢量图2022-3-104510.5 几种新型数字调制方法介绍 （1）偏移四相相移键控（OQPSK） 由于信号输入的随机性，QPSK四个信号点的任何过渡都是可能的。00-11，11-00，10-01，01-10，都是对角线过渡（在星座图上），造成1

3、800过渡点。 当通过窄带传输后，这一点将造成最大的包络起伏，如图所示。包络起伏将造成信号频谱扩展，对相邻信道信号产生干扰，所以QPSK不是理想的调制方式。2022-3-10462022-3-1047 采取恒包络调制，在QPSK中就是要消除对角线过渡。 OQPSK属于恒包络调制，调制方框如图所示。2022-3-1048 对Q通道编码延时一个bit后，波形如图所示，将QPSK的10-01-00-10-01变成了OQPSK的11-10-00-01-01-00-10-10-00-01。消除了对角线过渡。2022-3-1049 （2）最小频移键控（MSK） 另一种恒包络调制形式MSK，源于FSK。 对

4、于利用两个独立的振荡源产生的FSK信号，通常情况下在频率转换点上的相位不连续，如图所示。 相位不连续点由于变化快（频率高），通过限带系统的滤波后将产生功率损失，在功率谱上产生包络起伏，为克服上述缺点，需控制相位的连续性。2022-3-1050 MSK是2FSK的一种特殊情况，它具有，在相邻符号交界处相位保持连续。 连续相位的2FSK信号表示为：)(2cos)(ttfAtScMSK2022-3-1051 式中 为随时间连续变化的相位。 当脉冲时宽为TB，对于频率分别是f1和f2的2FSK，要满足连续相位条件，就要求在一个码元期间，频率差而产生的相位差为1800的整数倍。有下式成立：)(tnTff

5、B12222022-3-1052最小频移键控（MSK） 若频差产生的相移在1个脉宽内能保证是 ，就能保证波形的连续性。 能保证波形连续的最小频差称为。n2022-3-1053 即正交最小频差BTfff2112设)(2121fffCMSK信号可以表示为:bbncMSKTtTtptfAtS0),0(22cos)(式中1np分别表示二进制信息“1”和“0”2022-3-1054 由上式可知，MSK信号在每个信息比特间隔内载波相位变化+900或-900，取决于二进制信息“1”或“0”，假设初相为0，相位随时间变化的规律可用如下图所示的网格图表示，图中粗线所对应的信息序列为1101000。2022-3-

6、1055 MSK信号也可以看成是一种特殊类型的OQPSK。在MSK中，OQPSK的两路基带信号的矩形脉冲被正弦形脉冲所取代，可以表示为：2sin)(2cos)()(tftQtftIAtSccMSK 设an,bn为信息经过串并变换后的两个序列，取值为双极性（+/-1），rect为矩形函数。)2sin(2)()2cos()12()(BbnnBbnnTtnTtrectbtQTtTntrectatI2022-3-1056 MSK调制器方框图如图所示：2022-3-1057MSK的调制过程 先将输入的基带信号进行差分编码，然后将其分成I、Q两路，并互相交错一个码元宽度，再用加权函数cos（t/2Tb）和

7、sin（t/2Tb）分别对I、Q两路数据加权，最后将两路数据分别用正交载波调制。2022-3-1058 MSK解调器方框图如图所示2022-3-1059 QPSK、OQPSK和MSK信号中的同相和正交信号比较图2022-3-1060 （3）高斯滤波最小频移键控（GMSK） 为了使MSK的带外频谱特性衰减的更快，GMSK调制在MSK调制的基础上作了改进，二进制矩形脉冲先通过高斯滤波，使其变成高斯形脉冲，然后进入MSK调制器。GMSK的的相位轨迹如图所示。2022-3-1061GMSK的的相位轨迹图2022-3-1062自测题自测题 （1） 二进制绝对调相与相对调相的区别是什么？ （2） 二进制相

8、对调相（2DPSK）采用相干解调和差分相干解调的区别是什么？误比特性能有什么差别？ （3） 比较2ASK、2FSK和BPSK的误比特率性能和频带利用率。 （4） 举出BPSK相干解调时的一种载波恢复电路。 （5） 为什么要采用匹配滤波器？2022-3-1063 （6） EB/NO的含义是什么？写出它与S/N之间的关系式。 （7） 画出8PSK信号的星座图。 （8） 画出QPSK信号的调制器方框图。 （9） MPSK和MQAM的频谱利用率是2ASK的几倍？ （10） 比较MPSK与MQAM的优缺点。2022-3-1064 （11） OQPSK与QPSK相比有什么特点？ （12） 全球通GSM移动通信中采用的GMSK有什么特点？ （13） 传输信道的非线性对多电平调制有什么影响？ （14） 设计一个滚降系数为0.4的限带QPSK系统，画出