第4章调制技术

1、基带信号带通信号调制调制信号已调信号载波幅度相位频率0NEbP)bit/s)/Hz(BRBNSBC1log2NSBCBMAX1log2kb/s886.691)101 (log2001log22NSBC(kb/s)/Hz46. 3101log2BCBMAX TtttAts0)cos()()(0”时。当发送“”时当发送“00,1)(AtAf / fcPA(f)(a) 功率谱密度功率谱密度PA(f)的曲线的曲线(b) 功率谱密度功率谱密度Ps(f)的曲线的曲线)()(41)(00ffPffPfPAAs信号成形”时当发送“”时当发送“0)cos(1)cos()(0011tAtAts“1”“1”“0”T

2、恒包络变换f1fsff0fs = (f0 +f1) / 2fcf1 + fcf0 - fc)()(41)()(41)(00001111ffPffPffPffPfPAAAAscffff201”时当发送“”时当发送“1)cos(0)cos()(00tAtAts”时当发送“”时当发送“1cos0cos)(00tAtAtsT“1”“1”“0”TT恒包络变换)()(41)(00ffPffPfPAAs-6 -3 0 3 6 9 12 15 18-6 -3 0 3 6 9 12 15 18信噪比信噪比r r (dB) (dB)1 11010-1-11010-2-21010-3-31010-4-41010-5

3、-51010-6-61010-7-7Pe2PSK2ASK2ASK2FSK2FSK2DPSK2DPSK 误码率曲线误码率曲线h(t)ttthtmts0cos)()()(码元的时间中点特点： 在从1到0的转换期间保持平滑； 中心有最大值，两边平缓下降； 成形可以在基带实行，也可以直接在载频上实行，结果是一样的。h(t)t码元的时间中点1101t 脉冲的宽度和它的带宽彼此互为反相关关系。 h(t)的宽度减小，则基带信号序列的带宽增加； h(t)的宽度增加，则基带信号序列的带宽减小；h(t)t码元的时间中点1101t符号间干扰 脉冲的宽度和它的带宽彼此互为反相关关系。 h(t)的宽度减小，则基带信号序

4、列的带宽增加； h(t)的宽度增加，则基带信号序列的带宽减小； 符号间干扰与带宽之间要权衡折中。)(H10cc2cc20.5其它02)2cos1 (21)(ccH2)/2(1cossin)(tttthccccc/cB cT/其它02)2cos1 (21)(ccH2)/2(1cossin)(tttthccccc0T-T2T-2Th(t)t 带宽：B = c/ 传输速率：Rb = 1/T = c/ 速率带宽比： Rb / B = 1（bit/s/Hz）cT/其它0)2sin1 (21)(ccHc其它02)2cos1 (21)(ccH01)2sin1 (21)(xHxxxcx)2()(H01)2si

5、n1 (21)(xHxxxcx)2(1cc0.5xx2)/2(1cossin)(tttthxxtccc速率带宽比： R / B =2/(1+r) 1(bit/s/Hz) 衰落速度有所变化 滚降因子r=fx/fc 1 带宽B=fc+fx =(R/2)(1+fx/fc) =(R/2)(1+r)1速率带宽比： R / B =2/(1+r) 1(bit/s/Hz) 衰落速度有所变化 滚降因子r=fx/fc 1 基带带宽B=fc+fx =(R/2)(1+fx/fc) =(R/2)(1+r) 对于OOK或PSK传输的无线带宽，有 2B=R(1+r) 令传输带宽为BT，则有 BT =R(1+r)1)cos(

6、)(0kktAtstbtattskkkk000sincos)cos()(kkbsinkkacost0cost0sin1ia1ibTttthbtthatsiii0sin)(cos)()(00Tttthbtthatsiii0sin)(cos)()(00cos ( 0t+ /2) = -sin 0t载波产生载波产生 /2/2移相移相存储存储2 2个个bitbitcos 0tA(t)R bpsQPSK输出输出s(t)1/T (Baud)aibih(t)h(t)T=2/R1110调制器调制器QPSKQPSK输出输出1/R1/RT=2/RT=2/RT=2/RT=2/RTttthbtthatsiii0sin

7、)(cos)()(00cos ( 0t+ /2) = -sin 0t载波产生载波产生 /2/2移相移相存储存储2 2个个bitbitcos 0tA(t)R bpsQPSK输出输出s(t)1/T (Baud)aibih(t)h(t)T=2/R 00参考相位参考相位( (a) A) A方式方式 010 /2- /2参考相位参考相位( (b) B) B方式方式012PSK2PSK的矢量图的矢量图)cos()(0kktAtsQPSKQPSK信号的星座图信号的星座图(b) B(b) B方式方式参考相位参考相位03 /4 /4-3 /4- /410010011(a) A(a) A方式方式 00参考相位参考

8、相位 001110 /2- /201)cos()(0kktAts8PSK8PSK信号的星座图信号的星座图 0参考相位参考相位(a) A(a) A方式方式000110101 /2- /2011-3 /4- /4 /43 /4100111010参考相位参考相位(b) B(b) B方式方式5 /83 /8100010001111 /87 /8-5 /8-3 /8- /8-7 /8110011000101)cos()(0kktAtsIQ00011110IQ00011110QPSKQPSKOQPSKOQPSKDQPSK输出输出s(t)1/T (Baud)cos ( 0t+ /2) = -sin 0t载波

9、产生载波产生 /2/2移相移相存储存储2 2个个bitbitcos 0tA(t)R bpsaibih(t)h(t)T=2/RDT/2=1/R延时延时a0T Taia2a4a6a8a10a12b1bib3b5b7b9b11b13OQPSKOQPSK调制器中调制器中同相和正交支路同相和正交支路时间交错的时间交错的波形图波形图OQPSKOQPSK调制器调制器IQ状态组状态组1 1IQ状态组状态组2 2IQ所有可能的状态所有可能的状态)cos()(0kktAts)cos()(0kkktAtsTktkT) 1( tAtAtskkkkk00sinsincoscos)(c) 64QAM(c) 64QAM信号

10、矢量图信号矢量图 (d) 256QAM(d) 256QAM信号矢量图信号矢量图 01110010(a) 4QAM(a) 4QAM信号矢量图信号矢量图 Ak k (b) 16QAM (b) 16QAM信号矢量图信号矢量图)cos()(0kkktAtsTktkT) 1( 非恒包非恒包络调制络调制300Hz3000Hz2fc=2400Hz1650Hzfc=1200Hzfx=150Hz12B=2700Hz0.5f (Hz)r = 0.125，f0=1650Hz 试计算： RB=？ Rb=？ 若采用212QAM呢？bFSKRfk2TttTtbtTtatsiii0sinsincoscos)(00si(t)

11、 sin 0t存储存储2 2个个bitbitcos 0tA(t)R bpsaibilpflpfT=2/RDT/2lpf0-T/2T/2222/)(tethsi(t)cos 0tA(t)R bpsh(t)FSKlpfh( t )0- t2/22)( CeHe-1/2=0.61H( )0- 0.727H(0)在每一个在每一个Ts=N/R，并行地发送并行地发送N个个载波信号载波信号 fN存储存储N个个bitA(t)R bpsa1aN f1 传输速率：R 码元宽度：T=1/R 带宽：B=R(1+r)将其分成N个序列，平行传输： 传输速率：R/N 码元传输间隔：Ts=N/R 带宽：B=R(1+r)在每一