恒定包络调制方式

图4.8OQPSK的星座图和相位转移图
4.7OQPSK的交错数据流
11
4.2.1 线性调制方式
2. π/4 QPSK
❖ π/4相移QPSK调制是一种相移键控技术，从最大相位跳变来看，它 是OQPSK和QPSK的折衷，可以相干解调，也可以非相干解调。π/4 QPSK的最大相位变化是±135°，而QPSK是180° ,OQPSK是90°。
（2） 恒定包络调制方式
恒定包络调制方式主要有MSK、TFM（平滑调频）、GMSK等。 其主要特点是这种已调信号具有包络幅度不变的特性，其发射功 率放大器可以在非线性状态而不引起严重的频谱扩散；此外，这 一类调制方式可用于非同步检测。这种调制方式的缺点是频带利 用率较低，一般不超过1bit/s·Hz-1 。
图4.1 PSK信号相干解调原理框图
图4.2 PSK信号差分相干解调原理框图
7
4.2.1 线性调制方式
❖ 以基带数据信号控制载波的相位，称为数字调相，又称相
移键控，简写为PSK。
s(t) an Acosct
A cos(ct
1 an 2
)
设g(t)是宽度为Tb的矩形脉冲，其频谱为G(f)，则PSK信号的功率谱为
图4.15 π/4 QPSK误码性能
13
❖ 解调：接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号。 ❖ 多径衰落、多普勒频率扩展；日益增加的用户数目，无线信道
频谱的拥挤这些因素对调制方式的选择都有重大的影响。
1
4.1 概述
通过调制解调可以实现以下的主要功能： (1)便于传输：将所需传送的基带信号进行频谱搬移至
相应频段的信道上以便于传输； (2)抗干扰：调制后具有较小的功率谱占用率（即功率
4.1 概述
❖ 调制：就是对消息源信息进行编码的过程，其目的就是使携带 信息的信号与信道特性相匹配以及有效的利用信道。
▪ 信号源的编码信息（信源）含有直流分量和频率较低的频率分量， 称为基带信号。
▪ 基带信号往往不Байду номын сангаас作为传输信号，因此必须把基带信号转变为一个 相对基带频率而言频率非常高的带通信号以适合于信道传输。这个 带通信号叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号。
图4.5an(t)与aI(t),aQ(t)的波形示意图
10
4.2.1 线性调制方式
OQPSK调制与QPSK调制类似， 只是在正交支路引入了一个比特 （半个码元）的延时，这使得两个 支路的数据不会同时发生变化，因 而不可能像QPSK那样产生±π的 相位跳变，而仅能产生±π/2的相 位跳变。OQPSK的交错数据流及 星座图如图4.7和4.8所示.
图4.10 π/4 QPSK信号的星座图 12
4.2.1 线性调制方式
3. π/4 QPSK的性能
(1) π/4 QPSK信号，因其相位变化较小，所以它的频谱特性优于
QPSK。但它的相位变化比OQPSK大，故其频谱特性比OQPSK差。
(2) 误码率 在移动通信环境中，影响误比特率的 因素有传播瑞利衰落、多普勒频移产 生的随机相位噪声、时延扩散造成的 频率选择性衰落,以及主要由于频率复 用产生的同频干扰（CCI）。当系统 传输速率fb较低时（例如 fb=50kbit/s），时延扩散影响较小， 随机相位噪声影响较大。
B
Rb B
(bit
/
s
Hz 1 )
其中Rb为比特速率，B为无线信号的带宽。 ❖ 移动通信系统对调制的频谱利用率要求
▪ 功率谱尽可能窄，即已调信号主瓣窄 ▪ 同时旁瓣幅度要低，即带外辐射低，一般要求达到-60到-70dB
3
4.1对移动通信数字调制和解调器的要求
❖ ❖ 发射频谱窄，带外辐射，邻道功率与载波功率之比小于-70dB。 ❖ ❖ 高效率解调（如非相干解调），以降低移动台功耗，进一步缩小
（假设“+1”和“-1”等概率出现）
ps (
f
)
1 4
fb[|
G(
f
f
c
)2
|
|
G(
f
f
c
)2
|]
相干解调后的误码比特率为
1 Pe 2 erfc r
Pe
1 er 2
8
4.2.3 线性调制方式
(2) QPSK调制和OQPSK调制
▪ QPSK和OQPSK的产生原理图,如图4.3和4.4所示。
图4.3 QPSK信号的产生
(2) GMSK
在恒包络调制方式中，GMSK调制解调器结构比较简单
，在目前的移动通信中得到广泛应用。欧洲电信联盟（
CEPT）所确定的泛欧数字蜂窝移动通信系统（GSM）
中就采用GMSK这种调制方式。该方式的优点是，解调
方案有多种可供选择
6
4.2.1 线性调制方式
1. 数字调相的基本概念
(1) PSK调制
图4.4 OQPSK信号的产生
9
4.2.1 线性调制方式
❖ QPSK ❖ 假定输入二进制序列为
{an},an=+1或-1，以 1/Tb速率进入调制器的 输入端，通过串并变换分 成正交两路，即aI(t)、 aQ(t)则经QPSK调制的 信号表示为
s(t) aI (t) cosct aQ (t) sin ct
的有效性），从而提升抗干扰能力； (3)提高系统有效性：单位频带内传送尽可能高的信息
率(bit/s/Hz)，即提高频谱有效性。
2
4.1对移动通信数字调制和解调器的要求
1、频带利用率
❖ 在数字调制中，常用带宽效率ηb 来表示它对频谱资源的利 用效率，其定义为在一给定的频谱带宽（1Hz）内的数据 通过率。若为数据率（也称为比特率，单位：bit/s），是 被调制信号所占据的带宽，则带宽利用率定义为
体积和成本。 ❖ ❖ 易于集成。
4
4.2 窄带数字调制技术
1. 分类
（1）线性调制方式
线性调制方式主要有各种进制的PSK和QAM等。这一类调制方 式的频带利用率一般都大于1bit/s·Hz-1，而且随着调制电平数的 增加而增加。线性调制方式又可分为频谱高效和功率高效两种， 理论上可以得到大于2bit/s·Hz-1频带利用率的调制方式为频谱高 效，如8PSK、16QAM、256QAM等。
5
4.2.窄带数字调制技术
2.应用
(1) π/4相移QPSK方式 在线性调制方式中，π/4相移QPSK ① 相位迁移时不通过原点，因此，信号包络线的变动受
② 不但适用于相干解调，而且也适用于对脉冲接收信号
③ 这种调制方式与TDMA方式有良好的配合，北美和日 本的新一代数字移动通信系统均采用了这种调制方式。