现代通信原理_数字信号的载波传输_恒包络调制

现优通信原理 第十章数字信号的载波传输 20212/19

2021/2/19 现代通信原理 第十章 数字信号的载波传输

第十章数字信号的载波传输 §10.5恒包络调制 概述 §10.51偏移四相相移键控(OOp §10.52最小频移键控(MSK) MsK调制的原理信号波形调制框图 功率谱频谱图相干检测误码性能 §10.5.3其它恒包络调制 连续相位调制CPM 非线性相位的CPM技术 三、高斯预滤波最小频移键控GMSK 四 DQPSK调制技术

第十章 数字信号的载波传输 §10.5 恒包络调制 概述 § 10.5.1 偏移四相相移键控（OQPSK） § 10.5.2 最小频移键控（MSK） MSK调制的原理 信号波形 调制框图 功率谱 频谱图 相干检测 误码性能 § 10.5.3 其它恒包络调制 一、 连续相位调制CPM 二、 非线性相位的CPM技术 三、 高斯预滤波最小频移键控GMSK 四、 －DQPSK 调制技术 4 

§10.5恒包络调制 概述 前面讨论的调制方式,认为基带信号是矩形的。严 格来说,这些矩形包络调制信号,其频谱是无限宽 的,有很强的旁瓣分量。实际信道都是有限的,这 样这种无限宽的信号经过有限宽的信道,旁瓣被滤 除,将使调制信号包络呈很大起伏,将产生畸变 如果采用限带调制技术,显然只有主瓣,但由于信 道的非线性,原限带信号将会产生非线性畸变,将 会使滤除的旁瓣又起来,产生频谱的扩展,对临道 生干扰

§10.5 恒包络调制 ⚫ 概述 – 前面讨论的调制方式，认为基带信号是矩形的。严 格来说，这些矩形包络调制信号，其频谱是无限宽 的，有很强的旁瓣分量。实际信道都是有限的，这 样这种无限宽的信号经过有限宽的信道，旁瓣被滤 除，将使调制信号包络呈很大起伏，将产生畸变。 – 如果采用限带调制技术，显然只有主瓣，但由于信 道的非线性，原限带信号将会产生非线性畸变，将 会使滤除的旁瓣又起来，产生频谱的扩展，对临道 产生干扰

概述 ●因此,对于一个非线性信道上的高效率 调制技术必须满足以下几个要求 1.具有稳定包络,幅度上不能带信息。 2.具有较高的频谱效率。 3.具有较高的功率效率

概述 ⚫ 因此，对于一个非线性信道上的高效率 调制技术必须满足以下几个要求 – 1. 具有稳定包络，幅度上不能带信息。 – 2. 具有较高的频谱效率。 – 3. 具有较高的功率效率

§10.51偏移四相相移键控QPsκ ●O一>0千fset coS (ct 成形 滤波 二进信息串并 发送 OQPSK信号 变换 BPF 延时 成形 T/2 滤波 sin act (a)调制器

§10.5.1 偏移四相相移键控OQPSK ⚫ O －> offset

OQPSK OOps(1)=A()cos o t-Q( t 其中, 0ac-(2n11=ar-m+ Q()=∑ b, rect[t-2n]=∑b,ret-nr] 它的功率谱和QPSK相同

OQPSK S t AI t t Q t t OQPSK c c ( ) = ( )cos − ( )sin           = − = −       = − − = − + n n s n n b n s n s n n b Q t b t nT b t nT T I t a t n T a t nT ( ) rect 2 rect 2 ( ) rect (2 1) rect 其中， 它的功率谱和QPSK 相同

OQPSK相位变化情况 ● QPSK ● OQPSK (a) (b) ●没有x变化 ●误比特性能和QPSK十样

OQPSK 相位变化情况 ⚫ QPSK ⚫ OQPSK ⚫ 没有 变化 ⚫ 误比特性能和QPSK一样   , 2  

§10.52最小频移键控MsK ● OQPSK虽然在QPS基础上前进了一步,对抗 非线性的影响有好处,但是由于这种调制方式 虽消除了1800相位突变,但还存在900式和 90相位突变。 ●因此在相位突变点处仍存在着凹坑,其结果是 这种调制方式旁瓣分量比较强,很难满足移动 通信系统相邻信道总频谱泄漏<-60dB的要求 ●因此,采用了 OQPSK的改进型MSK方式,它 是FSK的一个特例

§10.5.2 最小频移键控MSK ⚫ OQPSK虽然在QPSL基础上前进了一步，对抗 非线性的影响有好处，但是由于这种调制方式 虽消除了180o相位突变，但还存在90o式和－ 90o相位突变。 ⚫ 因此在相位突变点处仍存在着凹坑，其结果是 这种调制方式旁瓣分量比较强，很难满足移动 通信系统相邻信道总频谱泄漏<－60dB的要求。 ⚫ 因此，采用了OQPSK的改进型MSK方式，它 是FSK的一个特例

MSK调制的原理 ●FSK功率谱宽度和调制指数有关,h增大 频谱就赠宽 ●2FSK时sn(o2-1)nsn2m ① h 2Th Φ=0,h=0.5和2正交 ●MSK特点: h=0.5 码字交替处相位连续

MSK调制的原理 ⚫ FSK功率谱宽度和调制指数有关，h增大 频谱就赠宽 ⚫ 2FSK时 ⚫ MSK特点： – h=0.5 – 码字交替处相位连续 b b b T h h h T T 2 1 2 1 2 1 , 2 sin 2 ( ) sin( )         − = = − −  =  = 0,h = 0.5, f 1 和f 2 正交

MSK信号波形 ●MSK信号时 OQPSK的特殊形式, OQPSK 脉冲波形g()是矩形,而MSK则是正弦 ●MSK信号波形 Ssk(O)=Aco2。+dn()}mn≤t≤(n+1)Th dΦn(t) pOa,其中pn=±1,O为频偏 d t 瞬时频率O=0。+P,O=0±,二个频率

MSK 信号波形 ⚫ MSK信号时OQPSK的特殊形式，OQPSK 脉冲波形g(t)是矩形，而MSK则是正弦。 ⚫ MSK 信号波形 瞬时频率 ， 二个频率   MSK c n b n Tb S (t) = Acos 2f +  (t) , nT  t  ( +1) n pn d 其中pn d为频偏 t t  , 1, d d ( ) = =   ＝c + pn d =c d