无线通信技术

无线通信技术武卓zwu@2010-12-21数字调制概述线性调制正交调幅恒包络调制多载波调制移动信道对数字调制性能的影响通信与信息工程学院数字调制和解调技术数字调制和解调技术3.2.1恒包络调制许多实际的无线移动通信系统都是使用非线性调制.不管调制信号如何改变,载波的幅度是恒定的.恒包络调制的特点可以使用功率效率高的C类放大器带外辐射低接收机设计简单,能很好地抵抗随机噪声和瑞利衰落二进制频移键控(BFSK)在BFSK中，幅度恒定的载波信号的频率随着“0”或“1”而切换。FSK信号通常可表示为：数字调制和解调技术通信与信息工程学院数字调制和解调技术二进制频移键控(BFSK)

一个显而易见的产生FSK信号的方法是，依照要调至的比特是0还是1，在两个独立振荡器中切换。这种方法产生的波形在切换的时候是不连续的。---〉不连续FSK不连续的相位会造成频谱扩展和传输差错等问题通信与信息工程学院数字调制和解调技术连续相位FSK(CPFSK)

CPFSK是对常规的FSK的改进，可以避免已调信号有过大的频谱旁瓣，调制时采用数字PAM信号，与压控振荡器产生CPFSK。FSK选择器fMf2f1K比特控制M=2K压控振荡器CPFSK数字调制和解调技术最小频移键控(MSK)

是二进制连续相位FSK（CPFSK）的一种特殊形式，其调制系数为h=0.5。调制系数：。其中是最大射频频移，Rb是比特速率。调制系数0.5对应着能够容纳两路正交FSK信号的最小带宽。

通信与信息工程学院数字调制和解调技术通信与信息工程学院最小频移键控(MSK)

这种调制方式能以最小的调制指数获得正交的调制信号

在一个码元TS内，CPFSK信号可表示为：

若传0码时载频为w1，传1码是载频为w2，他们相对于未调载频wc的频偏为Δw，则上式可写为数字调制和解调技术令通信与信息工程学院MSK信号可表示式式中称为附加相位函数；ωc为载波角频率；Ts为码元宽度；为第k个输入码元，取值为±1；为第k个码元的相位常数，在时间kTs≤t≤(k+1)Ts中保持不变，其作用是保证在t=kTs时刻信号相位连续。数字调制和解调技术MSK信号波形通信与信息工程学院数字字调调制制和和解解调调技技术术附加加相相位位函函数数θk(t)的波波形形图图数字字调调制制和和解解调调技技术术MSK的相相位位轨轨迹迹图图数字字调调制制和和解解调调技技术术MSK信号号的的归归一一化化功功率率谱谱数字字调调制制和和解解调调技技术术差分编码振荡fc移相90°BPF延迟Ts串/并变换akckQkIkMSK信号MSK调制制框框图图数字字调调制制和和解解调调技技术术MSK信号号延延时时判判决决的的相相干干解解调调载波提取积分判决积分判决MSK信号数字字调调制制和和解解调调技技术术高斯斯最最小小频频移移键键控控(GMSK)为了了有有效效地地抑抑制制MSK信号号的的带带外外功功率率辐辐射射，，预预调调制制滤滤波波器器应应具具有有以以下下特特性性：：(1)带宽宽窄窄并并且且具具有有陡陡峭峭的的截截止止特特性性---〉〉抑制制高高频频分分量量(2)脉冲冲响响应应的的过过冲冲较较小小---〉〉防止止过过大大的的瞬瞬时时频频偏偏(3)滤波波器器输输出出脉脉冲冲响响应应曲曲线线下下的的面面积积对对应应于于π/2的相移---〉使调制指数为为0.5数字调制和解解调技术一种满足上述述特性的预调调制滤波器是是高斯低通滤滤波器，其其单位冲激响响应为传输函数为H(f)=exp(-αα2f2)式中,α是与高斯滤波波器的3dB带宽Bb有关的参数。。为系统中可改改变的参数。。数字调制和解解调技术如果输入为双双极性不归零零矩形脉冲序序列s(t)，高斯预调制滤滤波器的矩形形脉冲响应为为g(t)=s(t)*h(t)于是，GMSK信号的表达式式为数字调制和解解调技术当BbTb取不同值时，，g(t)的波形下图所所示高斯滤波器的的矩形脉冲响响应数字调制和解解调技术GMSK信号的附加相相位路径数字调制和解解调技术GMSK信号的功率谱谱密度数字调制和解解调技术GMSK调制器产生GMSK信号的一种比比较简单的方方法是采用锁锁相环(PLL)法，其原理理如下图所示示。数字调制和解解调技术GMSK调制器---波形存储正交交调制器优点：避免了了复杂的滤波波器设计和实实现，可以产产生具有任何何特性的基带带脉冲波形和和已调信号。。缺点：两个支支路基带信号号的振幅误差差、两个支路路载波的正交交相位误差和和振幅误差均均会引起已调调信号振幅波波动和相位误误差。数字调制和解解调技术GMSK解调器MSK的正交相干解解调电路也适适合GMSK的相干解调数字调制和解解调技术GMSK解调器差分解调：1比特差分解调调，2比特差分解调调BPF90°相移时延Tb抽样判决LPF在一个信息码码元内根据相相位的变化来来确定发送的的数据，原理理简单，实现现方便数字调制和解解调技术GMSK相干解调时静静态误比特率率特性数字调制和解解调技术例题：用一个个高斯低通滤滤波器产生0.25GMSK码，其信道传传输速率Rb等于270Kbps，试求其3dB带宽。数字调制和解解调技术3.2.2多载波调制—正交频分复用用（OFDM）OFDM系统的优点对抗频率选择择性衰落或窄窄带干扰。频谱利用率高高通过使用不同同数量的子信信道实现不同同的传输速率率。可以与其它多多种接入方法法结合使用OFDM系统的缺点易受频率偏差差的影响存在较高的峰峰值平均功率率比数字调制和解解调技术多载波传输系系统多载波传输通通过把数据流流分解为若干干个子比特流流，这样每个个子数据将具具有低得多的的比特速率，，再去调制相相应的子载波波，从而构成成多个低速率率符号并行发发送的传输系系统。数字调制和解解调技术子载波间存在在3种不同的设置置方案。第一一种是传统的的频分复用；；第二种是3dB频分复用；第第三种是OFDM。数字调制和解解调技术OFDM的基本原理把高速的数据据流通过串并并变换，分配配到传输速率率较低的若干干个子信道中中，这些低速速数据流在通通过正交频率率进行调制的的同时进行传传输。由于每每个子信道中中的符号周期期会相对增加加，因此可以以减轻由无线线信道多径时时延扩展所产产生的时间弥弥散性对系统统造成的影响响。数字调制和解解调技术OFDMvs多载波OFDM是多载波调制制OFDM子载波频谱是是重叠的在FDMA中，带通滤波波器分离每个个传输在OFDM中，每个子载载波被DFT分离开来，因为载波是正正交的（正交的条件稍稍后解释）每个子载波用用PSK,QAM进行调制成百上千的PSK/QAM符号能够在一个OFDM符号中进行同同时传送。数字调制和解解调技术基带OFDM信号数字调制和解解调技术OFDM载波OFDM载波频率是n・1/T数字调制和解解调技术实际的OFDM频谱数字调制和解解调技术OFDM系统功率谱总的功率谱几几乎是方形的的数字调制和解解调技术OFDM调制器数字调制和解解调技术OFDM解调器数字调制和解解调技术M进制方型QAM的误码率曲线线数字调制和解解调技术作业题:总结比较线性性调制