第3章现代无线通信原理调制技术

3.6.2 MPSK 调制
3.6.2 MPSK 调制（续1/2）
3.6.2 MPSK 调制（续2/2）
3.6.3 QAM 调制
3.6.3 QAM 调制（续1/4）
3.6.3 QAM 调制（续2/4）
3.6.3 QAM 调制（续3/4） 先构造M/2点的方星座，在此基础上附加M/2点， 每边M/8,M=22m,
过零检波器
3.2.2 频率调制（续3）
倾斜检波器
3.2.2 频率调制（续4）
使用PLL 的频率解调器
3.2.2 频率调制（续5）
积分检波器
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3.3 数字调制
3.3.1 数字调制概述
单极性NRZ
线型码的功率 谱密度 单极性RZ Manchester线性码
3.3.1 数字调制概述（续1）
二进制线型 码的时间波 形
调制可分为模拟调制和数字调制 •载波的波形从原理上是任意波形，通常使用 正弦（余弦）信号，有三个参量，频率、相 位和幅度。 •也有用脉冲序列作为载波的，如扩频调制。
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3.2 模拟调制
3.2.1 幅度调制
K=0.5
K=1.0
3.2.1 幅度调制（续1） 双边带的频谱
BAM=2fm
3.2.1 幅度调制（续2）
3.与OQPSK一样，是一种限制相位跳变的调制方式；
4.有8个相位点；
5.带限的/4QPSK信号的恒包络特性比QPSK好，比 OQPSK差，对于多径干扰的信道，性能比OQPSK好。
例：设θ0=90o,输入比特流为001011 (-1 -1 1 -1 1 1)用 QPSK 发送，比特从左到右送入发 射机，确定在发送期间的θk和Ik、Qk的值。
3.抗干扰特性是调制的一个主要特性，不同调 制方式的抗干扰特性分析；不同条件下的最佳 调制方式。用误比特率（误码率）公式表示， 工程上用Eb/N0与误比特率Pb之间的关系图表示。
4.频谱有效性是调制的一个主要指标，用 bps/Hz来度量，提高频谱有效性主要依靠高效 率的多进制来实现。
5.调制信号的峰平比为已调信号的峰值功率与 平均功率的比值，影响功放器件的线性度要求 和动态范围要求等工程实现性能。在CDMA系统 中，降低峰平比可以提高功率效率。
缺点：要使用功率效率低的线性RF放大器 (甲类)。
一般都不是恒包络调制
3.4.2 BPSK 调制
BPSK的功 率谱密度
3.4.2 BPSK调制（续1）
BPSK 接收机
3.4.3 DPSK调制
3.4.3 DPSK调制（续1）
3.4.4 QPSK调制
3.4.4 QPSK 调制（续1/10）
3.4.4 QPSK 调制（续2 /10 ）
第三章 无线通信中的调制技术
3.1 无线通信中的调制技术概述
3.2 模拟调制
3.3 数字调制
20131024
3.4 线性调制技术
3.5 恒包络调制技术
3.6 线性和恒包络组合调制技术
3.7 衰落和多径信道的调制性能
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3.1 无线通信中的调制技术概述
无线通信为什么要进行调制？
天线只能高效地发送频率与天线尺寸相适 应的信号。
3.4.4 QPSK 调制（续3 /10 ）
3.4.4 QPSK 调制（续4 /10 ）
3.4.4
QPSK 调制（续5 /10 ）
3.4.4
QPSK 调制（续6 /10 ）
3.4.4
QPSK 调制（续7 /10 ）
3.4.4
QPSK 调制（续8 /10 ）
3.4.4
QPSK 调制（续9 /10 ）
3.7.3 衰落和干扰中π/4 DQPSK的性能（续2/3）
3.7.3 衰落和干扰中π/4 DQPSK的性能（续3/3）
3.3.2 脉冲成形技术 理想的奈奎斯特 脉冲波形
3.3.2 脉冲成形技术（续1）
奈奎斯特脉冲成形 滤波器的传递函数
3.3.2 脉冲成形技术（续2）
升余弦滤波器 的传递函数
3.3.2 脉冲成形技术（续3）
升余弦滚 降滤波器 的冲激相 应
3.3.2 脉冲成形技术（续4）
使用升余弦 滤波器后的 射频信号 a=0.5 判决点：
•缺点：占用带宽比线性调制大。
3.5.2 FSK调制
3.5.2 FSK 调制（续1/1）
3.5.3 MSK 调制
3.5.3 MSK 调制（续1/1）
3.5.4 GMSK 调制
3.5.4 GMSK 调制（续1 /5 ）
3.5.4 GMSK 调制（续2 /5 ）
3.5.4 GMSK 调制（续3 /5 ）
单边带调制
BAM=fm
3.2.1 幅度调制（续3）
导频单音SSB
3.2.1 幅度调制（续4） 幅度调制的解调——乘法检测器的框图
3.2.2 频率调制
直接频率调制 电路
直接频率调制 时域波形
3.2.2 频率调制（续1） 积分 限幅 倍频
间接频率调制
相移 载波振荡器
3.2.2 频率调制（续2）
3.4.4
QPSK 调制（续10 /10 ）
(-1,1)
(1,1)
(-1,1)
(1,1)
(-1,-1)
(-1,-1)
QPSK
(1,-1)
OQPSK
(1,-1)
/4QPSK是在QPSK和OQPSK的基础上，改进的一种 恒包络调制（近似）方式。
1.相位跳变时的相位差为/4或3/4； 2.允许使用非相干检测，以避免相干检测中载波 出现的相位模糊问题；
4Ts、5Ts、 6Ts
3.3.2 脉冲成形技术（续5）
高斯脉冲成形 滤波器的 冲击响应
3.3.3 调制信号的几何表示
BPSK的 星座图
小结
1.调制/解调的基本功能为载荷信息、搬移频谱 两种方式：基带----〉中频
基带----〉射频
2.数字调制的实质为从信道编码后的汉明空间到调 制后的欧氏空间的映射或变换。映射可以为一维的， 也可以为多位维的，可以为线性变换关系也可以为 非线性变换关系。
例：设θ0=0o,输入比特流为001011用 /4QPSK 发送，比特从左到右送入发射机，确定在发送期 间的θ k和Ik、Qk的值。 解： θ0=0o , I0=1、Q0=0 00 -3/4, θ1= -3/4 , I1=-0.707、Q0=-0.707 10 -/4, θ2= - , I2=-1、Q2=0 11 /4, θ2= -3/4, I3= -0.707 、Q3= -0.707
11.数字调制的分类：
幅度、频率、相位、幅度和相位
二进制和多进制 直接和差分（克服相位模糊） 线性调制（ASK,PSK)和非线性调制 连续相位(MSK、CPM、GMSK、TFM)和非连续相位
恒包络调制(连续相位的FSK和理想矩形波调制的 PSK)和非恒包络
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3.4 线性调制技术
3.4.1 线性调制技术概述 传输信号的幅度随调制数字信号的变化而线 性变化的调制方式，叫线性调制技术。 优点：带宽效率高，有很好的频谱效率
3.5.4 GMSK 调制（续4 /5 ）
3.5.4 GMSK 调制（续5/5）
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3.6 线性和恒包络组合调制技术
3.6.1 线性和恒包络组合调制技术概述
同时改变载波的包络和相位（频率），为多 进制调制。 •优点：适用于带宽受限信道 •缺点：对定时抖动敏感。 •获得更好的带宽特性的同时，牺牲了功率效 率。
M=16
M=32
3.6.3 QAM 调制（续4/4）
M=64 M=128
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3.7 衰落和多径信道的调制性能
3.7.1 慢速、平坦衰落中的性能
3.7.2 频率选择性移动信道中的数字调制
3.7.2 频率选择Βιβλιοθήκη Baidu移动信道中的数字调制（续1）
3.7.3 衰落和干扰中 /4 DQPSK的性能
3.7.3 衰落和干扰中π/4 DQPSK的性能（续1/3）
/4QPSK
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3.5 恒包络调制技术
3.5.1 恒包络调制技术概述 不论调制信号如何变化，载波的幅度是 恒定，这种的调制方式，叫恒包络调制。 •优点：可以使用功率效率高的C类放大器， 占用的频带不增加；带外辐射低；可用限幅 器—鉴相器检测，从而简化接收机的设计， 并能很好地抵抗随机噪声和由瑞利衰落引起 的信号波动。
(-1,1) (1,1)
(-1,-1)
QPSK
(1,-1)
例：设θ0=270o,输入比特流为001011 (-1 -1 1 1 1 1)用 QPSK 发送，比特从左到右送入发射 机，确定在发送期间的θk和Ik、Qk的值。
(-1,1) (1,1)
(-1,-1)
OQPSK
(1,-1)
001011
00-00-10-1010-11 00--10--11
6.工程上要求调制、解调设备简单可靠，体积 小，造价低。 7.无线通信中对调制方式的选择主要有：可靠 性（抗干扰）、有效性、设备简单。
8.调制信号的峰平比为已调信号的峰值功率与 平均功率的比值，影响功放器件的线性度要求 和动态范围要求等工程实现性能。在CDMA系统 中，降低峰平比可以提高功率效率。 9.工程上要求调制、解调设备简单可靠，体积 小，造价低。 10.无线通信中对调制方式的选择主要有：可 靠性（抗干扰）、有效性、设备简单。