移动通信原理人民邮电出版社电子(标准版)第03章PPT课件

sQ P S K (t)A c o sc tkk 1,2,3,4
kTs≤t＜(k + 1)Ts （3-10) 式中，Ts = 2Tb为四进制符号间隔； 为载波相 位，有4种可能状态。
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图3-6 QPSK的信号矢量图
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图3-7 QPSK调制器框图
1．QPSK信号的功率谱和带宽
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第3章 调制解调
3.1
概述
3.2
【案例5】百鸡问题
3.3
【案例6】彩票组合
3.4 实现网络功能的其他方法
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3.1 概述
调制是在发送端把要传输的模拟信号 或数字信号（信源信号或基带信号）变换 成适合信道传输的高频信号（带通信号） 的过程。其中，信源信号或基带信号称为 调制信号，调制完成后的带通信号称为已 调信号。解调是调制的反过程，在接收端 将已调信号还原成要传输的原始信号。
AAcocso(s(ctc)t)
a a
n n
1 1
nTb≤t＜(n + 1)Tb
（3-1）
式中，A表示载波幅度，c 2πfc为载波角频率， T b 为输入数据流的比特宽度。
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图3-2 2PSK信号的典型波形
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图3-3 2PSK信号的调制框图
1．2PSK的频谱和带宽
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偏移四相相移键控（OQPSK）是在QPSK基础 上发展起来的。随着输入数据的不同，QPSK信号 会发生相位跳变，跳变量可能为 或 ，如图3-15（a） 中的箭头所示。当发生对角过渡，即产生 的相移 时，经过带通滤波器之后所形成的包络起伏必然 达到最大。
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为了减小包络起伏，在对QPSK做正交调制时， 将正交支路的基带信号相对于同相支路的基带信号 延迟半个码元间隔 ，这种调制方法称为偏移四相相 移键控（OQPSK）。OQPSK信号的表达式为
图3-4 2PSK信号的功率谱密度
2．2PSK解调
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图3-5 2PSK的相干解调框图
3.2.2 四相相移键控
四进制相移键控（QPSK）信号利用载波的4种 不同相位来表征数字信息。因此，对输入的二进 制数字序列应该先分组，将每两个比特编为一组， 然后用4种不同的载波相位去表征它们。每个载波 相位携带两个二进制符号，其信号表示式为
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图3-8 在相同信息速率下，2PSK与QPSK信号的功率谱密度
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2．QPSK信号解调方法
由于QPSK信号可看作是同相及正交支路2PSK 信号的叠加，所以在解调时可对两路信号分别进 行2PSK解调，然后进行并/串变换，得到所传输的 数据。QPSK解调器框图如图3-9所示。
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图3-1 调制分类
移动系统选择具体的调制方式时，需 要综合考虑以下几点。
（1）高传输效率。 （2）高频带利用率（最小占用抗能力（最小误比 特率）。
这些要求经常是互相矛盾的，因此实 际选择时需要在多种因素之间作权衡。
（2）频率调制技术及其特性，包括移频键控（FrequencyShift Keying，FSK）、最小移频键控（Minimum-Shift Keying，MSK）等。 此外，本章还包括多载波调制的定义，正交频分复 用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing， OFDM）的工作原理与特点等。
第3章 调制解调
基带数字信号所占的频带都是从直流或零开 始的频带，如模拟语音数字化之后的信号。基 带信号不适合在无线信道这样的带通信道内直 接传输。为了利用类似于无线信道这样的带通 信道进行长距离、高速信号传输，需要对基带 信号的频带进行搬移以适应带通信道，这个频 带搬移过程就是调制/解调过程。本章主要介绍 各种数字调制的原理及其实现方法、已调信号 的频谱特性、解调的原理和实现方法、解调后 的信噪比或误码率性能等，主要内容如下。
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3.2 数字相位调制 3.2.1 二进制相移键控 3.2.2 四相相移键控 3.2.3 偏移四相相移键控 3.2.4 四相相移键控
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3.2.1 二进制相移键控
设输入比特为｛an｝，an = ±1，n = −∞～ + ∞， 则二进制相移键控（2PSK）的信号形式为
s2PSK(t)
由于QPSK信号是由两正交载波调制的2PSK信 号线性叠加而成，所以，QPSK信号的平均功率谱 密度是同相支路及正交支路2PSK信号平均功率谱 密度的线性叠加。
设w(t)是宽度为2Tb的矩形脉冲，其频谱为W(ω)， 设“ + 1”和“ 1”等概率出现，则QPSK信号的功 率谱为
（3-13） P Q P S K (f) 1 2fb W (f fc)2 W (f fc)2
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图3-9 QPSK相干解调器框图
图3-10 例3-1及QPSK信号波形
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图3-11 例3-1QPSK调制器原理方框图
图3-12 例3-2 QPSK调制原理图
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图3-13 例3-2 QPSK解调原理图
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图3-14 例3-2 QPSK功率谱示意图
3.2.3 偏移四相相移键控
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第3章 调制解调
（1）幅度/相位调制技术及其特性，包括二进制相移键控 （Binary Phase-Shift Keying，2PSK）、四进制相移键 控（Quadrature Phase-Shift Keying，QPSK）、偏移四 相相移键控(Offset Quadrature Phase-Shift Keying， OQPSK)、正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）技术及特性。
sO Q P S K tItco sω ctQ tT 2 s sinω ct
（3-16）
式中，I(t)表示同相分量； 表示正交分量，它相对 于同相分量偏移 。
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由于同相分量和正交分量不能同时发生变化，相 邻1个比特信号的相位只可能发生 的变化，因而星 座图中的信号点只能沿正方形四边移动，不再沿对 角线移动，消除了已调信号中相位突变 的现象，如 图3-15（b）所示。