第10章现代数字调制 10.1四进制相移键控(4PSK或QPSK)的改进型 10.2高斯最小频移键控 10.3正交振幅调制QAM① 10.4多载波调制 10.5扩频调制原理
第10章 现代数字调制 10.1 四进制相移键控(4PSK或QPSK)的改进型 10.2 高斯最小频移键控 10.3 正交振幅调制(QAM) 10.4 多载波调制 10.5 扩频调制原理
10.1 四进制相移键控(4PSK或QPSK 的改进型 10.1.1参差OPSK调制原理 10.1.24-QPSK调制原理
10.1 四进制相移键控(4PSK或QPSK) 的改进型 10.1.1 参差QPSK调制原理 10.1.2 •/4-QPSK调制原理
10.1.1参差QPSK调制原理 参差OPSK又可简记为OOPSK,其调制解 调原理框图如图10.2所示。从图中可见，它与 4PSK调制的不同点是下支路（又称正交支路， Q支路)经过T/2的延迟后，再与载波相乘，收 端解调上支路（又称同相支路，I支路）有T2延 迟。对于调制端来说，正交支路延迟T2,即 半个码元，就可消除4PSK中的中的±180°相 位跳变，使最大跳变不超过士90°
10.1.1 参差QPSK调制原理 参差QPSK又可简记为OQPSK，其调制解 调原理框图如 图10.2所示。从图中可见，它与 4PSK调制的不同点是下支路(又称正交支路， Q支路)经过TB /2的延迟后，再与载波相乘，收 端解调上支路(又称同相支路，I支路)有TB /2延 迟。对于调制端来说，正交支路延迟TB /2，即 半个码元，就可消除4PSK 中的中的±180°相 位跳变，使最大跳变不超过±90°
图10.2 OOPSK调制解调方框图 成形 滤波 进信 审并 cos@t 二 发送 OQPSK信号 变换 F 息 sinot 延时 成形 Tg/2 滤波 (a)调制器 LPF 抽样 延时 判决 Tg/2 OQPSK信号 cos@t 串并 二进信 sinot 变换 抽样 判决 (b)解调器
图10.2 OQPSK调制解调方框图 cosc t sinc t 发送BPF 串/并 变换 延时 TB /2 成形 滤波 成形 滤波 二进信 息 OQPSK信号 (a)调制器 (b)解调器 二进信 息 串/并 变换 抽样 判决 延时 TB /2 LPF 抽样 判决 LPF OQPSK信号 cosc t sinc t
10.1.24-QPSK调制原理 元 4-QPSK是4PSK与OOPSK的折衷，其最大 相位跳变为±135°。因此，通过带通滤波的π· /4QPSK信号比带通的4PSK信号有较小的包络 起伏，但比OQPSK通过带通的信号包络起伏 大。元·/4-QPSK可采用相干解调，也可采用非 相干解调。其非相干解调使得接收机大大简化。 这也是最吸引人处。 元 /4-QPSK调制解调方框图如图10.4所示。 接收端采用中频差分检测和鉴频器检测等方法
10.1.2 •/4-QPSK调制原理 •/4-QPSK是4PSK与OQPSK的折衷，其最大 相位跳变为135 。因此，通过带通滤波的 • /4QPSK信号比带通的4PSK信号有较小的包络 起伏，但比OQPSK通过带通的信号包络起伏 大。 •/4-QPSK可采用相干解调，也可采用非 相干解调。其非相干解调使得接收机大大简化。 这也是最吸引人处。 •/4-QPSK调制解调方框图如 图10.4所示。 接收端采用中频差分检测和鉴频器检测等方法
图10.44QPSK调制解调方框图 LPF 串/并 信号 cosof 输入 变换 映射 功放 LPF LPF 取样 判决 已调 中频 信号 BPF 延迟TB 并/串 相位π/2 LPF 取样 判决
图10.4 •/4QPSK调制解调方框图 Q 信号 映射 功放 LPF LPF 90 ° 串/并 变换 I BPF 并/串 取样 取样 判决 判决 延迟TB 相位/2 LPF LPF 已调 中频 信号 输入 cosc t
10.2高斯最小频移键控 10.2.1最小频移键控MSK)原理 10.2.2高斯最小频移键控
10.2 高斯最小频移键控 10.2.1 最小频移键控(MSK)原理 10.2.2 高斯最小频移键控
10.2.1 最小频移键控MSK)原理 MSK是一种 二进制连续相位的频移键控 (CP2FSK)。或者说它是调频指数为0.5的连续 相位2FSK。MSK是一种高效调制方法，特别 适合于移动无线通信系统中使用，它有很多好 的特性，例如恒定包络，频谱利用率高，误比 特率低和自同步性能。下面从MSK信号和 MSK调制、解调两方面简单介绍MSK的原理 。 1.MSK信号 MSK信号功率谱密度图如图10.5所示。 2.MSK的调制与解调
10.2.1 最小频移键控(MSK)原理 MSK是一种二进制连续相位的频移键控 (CP2FSK)。或者说它是调频指数为0.5的连续 相位2FSK。MSK是一种高效调制方法，特别 适合于移动无线通信系统中使用，它有很多好 的特性，例如恒定包络，频谱利用率高，误比 特率低和自同步性能。下面从MSK信号和 MSK调制、解调两方面简单介绍MSK的原理。 1. MSK信号 MSK信号功率谱密度图如 图10.5所示。 2. MSK的调制与解调
图10.5MSK功率谱图 AP( MSK QPSK OQPSK -20 40 60 川 00.51.01.52.02.5
图10.5 MSK功率谱图 –20 –40 –60 0 fTB QPSK OQPSK 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 P(f) MSK
10.2.2高斯最小频移键控 MSK信号具有恒定包络、相对窄带的带宽、 相位连续等一系列优点。但它的旁瓣对于要求 较高传输速率的数字传输系统来讲，不能满足 -80dB~-60dB的指标，为此还要对MSK作进 步的改进，这就是GMSK方式。 GMSK实现起来较简单，只需在MSK调制器 前加一个高斯型滤波器，就可输出功率谱密度 更紧凑，满足指标的调制信号 1.GMSK信号功率谱图10.7GMSK信号的功率谱图 2.GMSK的调制与解调框图
10.2.2 高斯最小频移键控 MSK信号具有恒定包络、相对窄带的带宽、 相位连续等一系列优点。但它的旁瓣对于要求 较高传输速率的数字传输系统来讲，不能满足 –80dB～–60dB的指标，为此还要对MSK作进一 步的改进，这就是GMSK方式。 GMSK实现起来较简单，只需在MSK调制器 前加一个高斯型滤波器，就可输出功率谱密度 更紧凑，满足指标的调制信号。 1. GMSK信号功率谱 图10.7 GMSK信号的功率谱图 2. GMSK的调制与解调框图