1、現(xiàn)代通信原理,第十章 數(shù)字信號的載波傳輸(2),10.3 二進制數(shù)字調制的誤比特率,對于二進制的數(shù)字調制2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK；采用相干解調或非相干解調的解調方式。都有不同的誤碼率計算公式。,10.3.1 二進制最佳接收的誤比特率,假設二進制調制信號由S1(t)和 S2(t)兩種波形 組成。 再生判決前， S1(t)的均值為m1， S2(t)的均值 為m2 判決前的噪聲功率：,用最大似然準則判斷，似然函數(shù),最佳判決電平,總誤碼比特：,令ES1、ES2分別為S1(t)、 S2(t)在一個碼元周期內 （0t4時，,距離越大，抗誤碼性能越好。,1.時域表達式,2.多電平QAM信號的

2、產(chǎn)生,QAM信號產(chǎn)生原理,2、QAM信號的調制和解調方式,16QAM的星座矢量圖,10.5 幾種新型數(shù)字調制方法介紹,（1）偏移四相相移鍵控（OQPSK） 由于信號輸入的隨機性，QPSK四個信號點的任何過渡都是可能的。00-11，11-00，10-01，01-10，都是對角線過渡（在星座圖上），造成1800過渡點。 當通過窄帶傳輸后，這一點將造成最大的包絡起伏，如圖所示。包絡起伏將造成信號頻譜擴展，對相鄰信道信號產(chǎn)生干擾，所以QPSK不是理想的調制方式。,采取恒包絡調制，在QPSK中就是要消除對角線過渡。 OQPSK屬于恒包絡調制，調制方框如圖所示。,對Q通道編碼延時一個bit后，波形如圖所示

3、，將QPSK的10-01-00-10-01變成了OQPSK的11-10-00-01-01-00-10-10-00-01。消除了對角線過渡。,（2）最小頻移鍵控（MSK） 另一種恒包絡調制形式MSK，源于FSK。 對于利用兩個獨立的振蕩源產(chǎn)生的FSK信號，通常情況下在頻率轉換點上的相位不連續(xù)，如圖所示。 相位不連續(xù)點由于變化快（頻率高），通過限帶系統(tǒng)的濾波后將產(chǎn)生功率損失，在功率譜上產(chǎn)生包絡起伏，為克服上述缺點，需控制相位的連續(xù)性。,MSK是2FSK的一種特殊情況，它具有正交信號的最小頻差，在相鄰符號交界處相位保持連續(xù)。 連續(xù)相位的2FSK信號表示為：,式中 為隨時間連續(xù)變化的相位。 當脈沖時寬

4、為TB，對于頻率分別是f1和f2的2FSK，要滿足連續(xù)相位條件，就要求在一個碼元期間，頻率差而產(chǎn)生的相位差為1800的整數(shù)倍。有下式成立：,最小頻移鍵控（MSK）,若頻差產(chǎn)生的相移在1個脈寬內能保證是 ，就能保證波形的連續(xù)性。 能保證波形連續(xù)的最小頻差稱為最小頻差。,即正交最小頻差,設,MSK信號可以表示為:,式中,分別表示二進制信息“1”和“0”,由上式可知，MSK信號在每個信息比特間隔內載波相位變化+900或-900，取決于二進制信息“1”或“0”，假設初相為0，相位隨時間變化的規(guī)律可用如下圖所示的網(wǎng)格圖表示，圖中粗線所對應的信息序列為1101000。,MSK信號也可以看成是一種特殊類型的

5、OQPSK。在MSK中，OQPSK的兩路基帶信號的矩形脈沖被正弦形脈沖所取代，可以表示為：,設an,bn為信息經(jīng)過串并變換后的兩個序列，取值為雙極性（+/-1），rect為矩形函數(shù)。,MSK調制器方框圖如圖所示：,MSK的調制過程,先將輸入的基帶信號進行差分編碼，然后將其分成I、Q兩路，并互相交錯一個碼元寬度，再用加權函數(shù)cos（t/2Tb）和sin（t/2Tb）分別對I、Q兩路數(shù)據(jù)加權，最后將兩路數(shù)據(jù)分別用正交載波調制。,MSK解調器方框圖如圖所示,QPSK、OQPSK和MSK信號中的同相和正交信號比較圖,（3）高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK） 為了使MSK的帶外頻譜特性衰減的更快，GMSK

6、調制在MSK調制的基礎上作了改進，二進制矩形脈沖先通過高斯濾波，使其變成高斯形脈沖，然后進入MSK調制器。GMSK調制在公共移動通信系統(tǒng)中被廣泛應用，并且被確定為歐洲新一代移動通信的標準調制方式。GMSK的的相位軌跡如圖所示。,GMSK的的相位軌跡圖,自測題,（1） 二進制絕對調相與相對調相的區(qū)別是什么？ （2） 二進制相對調相（2DPSK）采用相干解調和差分相干解調的區(qū)別是什么？誤比特性能有什么差別？ （3） 比較2ASK、2FSK和BPSK的誤比特率性能和頻帶利用率。 （4） 舉出BPSK相干解調時的一種載波恢復電路。 （5） 為什么要采用匹配濾波器？,（6） EB/NO的含義是什么？寫出它與S/N之間的關系式。 （7） 畫出8PSK信號的星座圖。 （8） 畫出QPSK信號的調制器方框圖。 （9） MPSK和MQAM的頻譜利用率是2ASK的幾倍？ （10） 比較MPSK與MQAM的優(yōu)缺點。,（11） OQPSK與QPSK相比有什么特點？ （12） 全球通GSM移動通信中采用的GMSK有什么特點？ （13） 傳輸信道的非線性對多電平調制有什么影響？ （14） 設計一個滾降系數(shù)為0.4的限帶QPSK系統(tǒng)，畫出系統(tǒng)方框圖。 （15） 已知信道帶寬為10MHZ