移动通信原理第6次课-第6章BPSK数字调制要点.ppt

1、典型的扩散频谱通信系统框图如下：我们前面已经学了源代码编码、扩散频谱干扰部分，下面继续学数字调制。扩散频谱信号是数字信号，不能直接传输到无线信道。无线信道传输需要将数字信号调制为正弦或馀弦模拟信号。第6章数字调制技术6.1数字调制的概念下图显示了在传输几十米双绞线后2前卫数字信号序列的衰减。一般信道都是通过频带有限的频带通信信道，因此脉冲信号的高频成分严重衰减，信号前沿陡变缓，范围衰减，数字信号也严重变形。这种不良变化可能导致接收器在识别数字信号时出错。如上所述的短距离直接数字信号传输方法称为基带传输。如果需要在远距离有线和无线信道上进行数字信号传输，则必须使用频带传输技术(即高频载波信号)执

2、行数字信号负载。这是数字调制。6.1.1数字调制相关概念数字调制是将数字基带信号乘以正弦(或余弦)载波信号，从而调制为中心频率高的频带信号。基本原理是使用数字基带信号0和1控制载波的参数。振幅键控ASK，如果控制载波的振幅；称为。控制载波的频率时，移频键控FSK称为。控制载波的相位时，称为相位移动键PSK控制载波的振幅和相位两个参数时，也称为幅度相位调制、正交幅度调制QAM。由二进制0和1对载波进行的数字调制也称为二进制调制。由多个位0和1组成的二进制序列构成的载波的数字调制也称为多调制，例如MASK、MFSK、MPSK和MQAM调制。在实际的密钥移动方法中，为了克服接收端发生的相位模糊性，经

3、常将绝对移动更改为相对相位移动DPSK和DQPSK。此外，实际的密钥移动调制方法引入了偏移QPSK(OQPSK)、/4-DQPSK、正交复合四个密钥移动CQPSK、混合密钥移动HPSK等，以降低调整后信号的峰值比例。二进制调制引入了具有内存的非线性连续相位调制CPM、最小频移密钥控制MSK、高斯型MSK(GMSK)、平滑频率TFM等，以完全消除相位跳跃引起的峰值与平均比的增加和频带扩展。上述调制中只有一种茄子，即CPM、MSK、GMSK和TFM，属于有记忆的非线性调制，其馀调制属于没有记忆的线性调制。上述调制中最基本的调制为2ASK、2FSK、BPSK，以后将重点分析。6.1.2数字调制的作用

4、1。频谱移动数字调制的基本作用是数字信号调制适于在无线信道上传输的射频载波，并将其移动到频谱高端。例如，首先基带数字信号调制70MHz中频载波，然后频谱将调制的中频信号移动到相应的发射频段。2)抗干扰调制信号频谱主瓣窄，具有快速滚降特性，不容易被其他信号干扰，对其他信号的干扰也小。3)有效性增强使用多播时，单位频带内的数据传输速率(bps/Hz)得到了增强，从而提高了频带利用率。也就是说，通信系统的效率提高了。对于具体的数字调制技术，除了上述三个茄子基本作用外，在工程中要容易实现，最高评价要优于性能。(威廉莎士比亚，温斯顿，数字，数字，数字，数字，数字，数字，数字)，6.1.2数字调制的基本原

5、理通常是馀弦波信号为s(t)=a(t)cosw(t) j(t)其中t是时间。A(t)是振幅。W(t)是角频率；J(t)是拓扑。数字调制是使用基带数字信号0和1控制余弦信号的幅度、角频率和/或相位变化。随着余弦波在无线信道上传输，基带数字信号也传输了。因此，牙齿余弦波称为载波。基带数字信号调制后变成调制信号。，分别调节载波幅度、频率和相位的幅度键控(2ASK)、频移键控(2FSK)和相移键控(2PSK)调制波形如下：6.1.3数字调制的分类数字调制在1G和2G移动通信系统中未使用，因为下表：数字调制，1多径传播衰退对载波振幅的影响。MQAM用于3G移动通信系统(如16QAM和64QAM)。2、频

6、移密钥控制FSK 1G移动通信系统的业务和信号均使用2FSK调制方式。相邻码元相位不连续，频率跳跃导致更大的旁瓣功率，频谱效率低，只能应用于低速传输系统。基于2FSK开发，创建了多频率移动密钥控制(MFSK)。例如，高斯最小频移密钥(GMSK，Gauss Minimum Shift Keying)有效克服了2FSK的缺点，并将其应用于GSM和GPRS移动通信系统。3，相移键控PSK从开发了DPSK、quadrature phase shift keying(QPSK)、Offset QPSK(OQ PSK)和/4-QPSK的2PSK开始，这种数字调制方式是3G移动通信4.具有记忆的非线性连续相

7、位调制引入了具有记忆的非线性连续相位调制(CPM)、最小频移键控(Minimum Shift Keying)牙齿，以完全消除二进制调制中相位跳跃产生的最高电平增加和频带扩展。GMSK应用于GSM数字移动通信系统。6.1.4基本数字调制方法性能分析数字调制信号在通过AWGN通道传输的过程中受到干扰、噪声和波形畸变的影响，从而产生错误代码。如果接收器使用理想相关调节并消除代码间干扰，则平均故障比特率Pe和规范化信噪比Eb/N0之间的关系如下：其中Eb是每秒比特的功率。N0是单边噪声功率频谱密度。Q(x)函数：三种茄子调制方式的错误比特率图片。通过比较三种茄子调制方式，可以得出2PSK抗干扰能力最好

8、，移动通信中均以此为基础的结论。6.1.5移动通信系统中使用的数字调制技术如上表所示，移动通信系统中使用的数字调制技术基本上基于PSK。这也是我们学习的主要内容。6.1.6键移动的基本原理载波信号的函数格式为Sk(t)=cos(wc k)。其中振幅是标准化值1。Wc是载波频率的常数。k是数字信号控制拓扑，具有有限的M个徐璐不同的值，每个拓扑携带的信息量为I=log 2 M (bit)。例如，当M=2，K的每个相位携带1位信息(0或1)时，当M=4，K的每个相位携带2位信息(00，01，10或11)时，M=8，K的每个相位为000，001，001在发射机中，数字调制器输出的载波信号相位根据输入而

9、变化，根据其他数字信号输入而变化。对于数字信号，Sk(t)的拓扑K获取特定值并与之相对应。1，2相相移键控数字信号为0和1时，可以使用M=2的两相相移键控。两相相移键控有两种茄子形式：绝对两相相移键控(Binary PSK，BPSK)和差分两相相移键控(Differential BPSK，DBPSK) 1绝对两相相移键控(BPSK)。调制器的原理如图所示。规格化双极数字信号序列Xk在基带数字信号0和1中转换，基带数字信号0和1分别转换为规格化双极数字信号1和-1。将Xk和载波信号cos WC同时输入乘法器，以获得BPSK调制波形SK (T): SK (T)=XK COS WC=1 COS WC

10、。基带数字信号0为Xk=1，Sk(t)=1cos wc=cos(wc 0)。基带数字信号1为Xk=-1，Sk(t)=-1cos WC=cos(wc p)。调制信号相位K从基带数字信号0和1的调制中获取两个不同的值和0。BPSK调制信号波形如图所示。，BPSK是绝对调制，调制解调器的本地载波cos WC必须与传出载波同步。这就是一致的调整。解调器原理如图所示。接收的曹征信号Sk(t)=cos WC乘以本地载波信号cos WC即可获得Sk(t)。使用Sk(t)=cos2 WC=(1/2) 1 cos(2 WC)带通滤波器过滤器过滤掉2wc后，剩馀的1/2常量分别表示数字信号1和0。BPSK信号的功率频谱密度如下图所示。数字信号bit周期为Tb，数字信号速度为1/Tb(bps)。BPSK信号的带宽为： 2fb=2/Tb (Hz)。频带利用率为(1/Tb)/2fb=0.5 (bps/Hz)。2)差分两步键移动DBPSK可以有效地防止BPSK的相位模糊，并克服接收数据的反效果。DBPSK调制原理首先通过基带数字信号1、差分代码脉冲前沿跳跃，将基带数字信号代码转换为差分代码。基带数字信号0，差分代码脉冲前沿不跳。然后使用差分代码对托架执行BPSK调制。原理图和波形图如下所示：DBPSK曹征原理DBPSK调整不需要与发射同步的载波。这种曹征方法称为非相关调整。先前