《恒包络调制》ppt课件

1、恒包络调制n研讨对象：恒包络调制n研讨目的：寻觅适宜于实践信道条件的调制方式6.6恒包络调制:问题的提出恒包络调制：调制信号的幅度不变模拟调制：调频、调相数字调制：OQPSK、/4DQPSK 、MSK、GMSK这种调制可用硬限幅的方法去除干扰引起的幅度变化，具有一定的抗干扰性能 经过带限处置后的QPSK信号将不再是恒包络 具有恒包络特性。调制后的信号的频谱将无限宽 当相邻码元间发生180相移时，限带后的包络甚至会出现包络为0的景象 经非线性放大器之后，包络的起伏虽然经非线性放大器之后，包络的起伏虽然可以减弱或消除，但同时却会使频谱扩可以减弱或消除，但同时却会使频谱扩展，其旁瓣对临近频道的信号构

2、成干扰，展，其旁瓣对临近频道的信号构成干扰，发送时的带限滤波将完全失去作用发送时的带限滤波将完全失去作用 2( )ASKPfcffcbffcbffcfcbffcbff0B2ASK第一旁瓣峰值比主第一旁瓣峰值比主峰衰减峰衰减14dB 2ASK功率谱6.6恒包络调制nMSK最小频移键控nGMSK高斯最小频移键控MSK最小频移键控n有时也称为快速移频键控FFSK)。n“最小是指这种调制方式能以最小的调制指数(0.5)获得正交信号n“快速是指在给定同样的频带内，MSK能比2PSK的数据传输速率更高，且在带外的频谱分量要比2PSK衰减的快MSK最小频移键控调制指数：调制指数：112( )cos 2,0b

3、ssEs tf ttTT 222( )cos 2,0bssEs tf ttTT 2FSK信号21()/shfff120( ) ( )0sTs t s t dt 两信号正交MSK最小频移键控( )cos()2kMSKckSastw ttTpj=+(1)sskTtkT-( ),(1)2kkkSSattkTtkTTpqj=+MSK信号信号( )cos( )MSKckstttwq=+其中其中令令k(t)称为附加相位函数；称为附加相位函数；c为载波角频率；为载波角频率；Ts为码元宽度；为码元宽度；ak为第为第k个输入码元，取值为个输入码元，取值为1；k为第为第k个码元的相位常个码元的相位常数，在时间数，

4、在时间kTst(k+1)Ts中坚持不变，其作用是保证在中坚持不变，其作用是保证在t=kTs时辰信号相位延续。时辰信号相位延续。 MSK最小频移键控( )2kkckSatttT( )124kkcsdtafdtTfpp=+=14cSfT+14cSfT-1a = +1a = -调制指数：调制指数：10.52sshTTMSK最小频移键控scscssTfTfTffTff44sin)(2)(2sin1212普通2FSK两个波形的相关系数:相关系数为相关系数为0的条件是的条件是:STnfff2112n的最小值是的最小值是1，对应最小正交频移键控。，对应最小正交频移键控。MSK最小频移键控上式还阐明，上式还阐

5、明，MSK信号在每一码元周期内必需包含四分之一信号在每一码元周期内必需包含四分之一载波周期的整数倍。载波周期的整数倍。fc还可以表示为还可以表示为1()4cSmfNT=+相应地相应地MSK信号的两个频率可表示为信号的两个频率可表示为111 1()44cSmffNTT-=-=+211 1()44cSmffNTT+=+=+MSK的相位特点的相位特点:相位约束条件：相位约束条件：假设假设 那么那么) 1(2)(11kaakkkk1111) 1(kkkkkkaakaa当当00)2mod0（或kMSK信号的特点n振幅恒定n频偏固定h=0.5n相位变化/2n码元周期是四分之一载波周期的整数倍n码元转换时辰

6、相位延续MSK最小频移键控)2cos()(kSkcMSKtTattscoscos()coscossin()sin22kckkcSSttw taw tTTppfJ-振荡f1/2 Tb差分编码输入数据akck串/并变换振荡ffc移相90延迟Tb带通滤波器MSK信号IkQkIk cos (t/2Tb)cos (t/2Tb)sin(t/2Tb)Qk sin (t/2Tb)Qk sin (t/2Tb)sinctIk cos (t/2Tb)cos ctMSK解调器BPF鉴 频LPF抽 样判 决输 出输 入MSK信号的功率谱MSK能量能量集中在频集中在频率较低处率较低处 能量集中在频率较高处 与频率f 2成

7、反变比 与频率f 4成反变比 GMSK高斯最小频移键控n目的：改善MSK谱利用率n方法：在频率调制之前用一个低通滤波器对基带信号进展预滤波。低通滤波可以除去s (t)中的高频分量，得到比较紧凑的功率谱n低通滤波器的选择原那么：n1窄的带宽和锋利的过渡带；n2低峰突的冲激呼应；n3坚持输出脉冲的面积不变，以保证/2的相移 GMSKGauss Minimun Shift Keying低通滤波器的冲激呼应2 22( )tGhte频率呼应函数 22( )fGHfeln20.58872BBH (f )是对称于f=0的钟形 高斯滤波器 GMSK：调制前先利用高斯滤波器将基带信号成形为高斯形脉冲，然后再进展

8、MSK调制，这样一种调制方式称为高斯最小频移键控GMSK滤波器可以利用3dB基带带宽B和基带码元间隔T完全定义。因此，习惯运用BT乘积定义GMSK。留意，MSK信号等价为BT乘积无穷大的GMSK信号。3dB基带带宽GMSK当BT乘积减小时，旁瓣电平衰减非常快 第二个旁瓣的峰值比主瓣低30dB还多 第二个旁瓣的峰值比主瓣低20dB BT乘积愈小，所对应的GMSK信号的功率谱愈紧凑，谱利用率愈好 GMSKGMSK优点：1既可以像MSK那样相关检测，也可以像FSK那样非相关检测。2GMSK最吸引人的性能是它既具有出色的功率利用率由于GMSK信号是恒包络的，又具有很好的谱利用率。 GMSK缺陷：存在码

9、间串扰，降低了可靠性。一矩形脉冲rec(t/T)=uT(t+T/2)经过高斯滤波器之后，成形的高斯脉冲为 2221 21 222( )expln2ln2t Tst TBTxh tBTdx它是非因果的，因此在实践运用中必需运用截尾的高斯脉冲 GMSK具有一个比T大的宽度，所以高斯滤波器在发射信号中会产生码间串扰 当BT值减小时，引入的码间串扰值会增大 BT值愈小，功率谱愈紧凑，但引入的码间串扰会破坏接纳机性能，其负面影响是使误码率升高 02beEpQnAWGN是一常数，与BT乘积有关。当BT=0.5887时，由高斯滤波产生的码间串扰所引起的误码率将到达最小。BT=0.25对于蜂窝式无线系统是一个

10、很好的选择 6正弦载波数字调制：小结1n正弦载波数字调制是提高数字信息传输有效性和可靠性的重要手段；n在AWGN加性高斯白噪声信道条件下，PSK的误码性能最优，其次是DPSK、FSK和ASK； n从实现调制系统的复杂性看，基于非相关解调的FSK和ASK系统的复杂性较低，PSK或DPSK系统的实现本钱要高一些；从对频谱的利用效率看，PSK、DPSK、ASK系统比FSK要高 6正弦载波数字调制：小结2n数字调制系统的根本作用是将数字信息序列映射为适宜的信号波形，以便发射到无线信道中去。n数字调制系统对频谱资源的利用程度和抗噪声才干是我们调查数字调制方式的重要目的。n因此，本章在详细阐明根本调制方式的原理后，还引见了一些比根本调制系统抗噪声性能和/或频谱利用率更高的调制方式，主要包括：多进制的调制MASK、MFSK、MPSK等、QAM、MSK和GMSK等。 6正弦载波数字调制：小结3nAWGN信道条件下，且频带利用率一样，进制数大于四时，QAM比MPSK的抗噪声性能优，功率利用率高；nMSK和GMSK等调制方式与普通的ASK、FSK、PSK或DPSK和QAM调制方式相比，已调信号对邻道的干扰小，有效提高了频谱资源的运用效率。 6正弦载波数字调制：小结4n数字调制实际与