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1、1通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院2通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院1 1、MASKMASK3通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院 数学描述数学描述 特点特点（1 1）功率谱由来与）功率谱由来与2ASK2ASK的的相似相似缺点缺点:抗干扰，抗衰落能力差！抗干扰，抗衰落能力差！少用！少用！4通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院2 2、MFSK MFSK5通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院多频制系统的组成方框图多频制系统的组成方框图信道接收滤波器带通
2、f1检波器带通f2检波器带通fN检波器抽样判决器逻辑电路逻辑电路f1门电路1f2门电路2fN门电路N相加器串/并变换12M输入输入输出输出发端发端收端收端6通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院3 3、MPSK MPSK(多元绝对移相键控多元绝对移相键控)7通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院MPSK信号码元表示式展开写成 式中上式表明，MPSK信号码元sk(t)可以看作是由正弦和余弦两个正交分量合成的信号，并且ak2+bk2=1。因此，其带宽和MASK信号的带宽相同。8通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院 QP
3、SKQPSK矢量图及相位选择矢量图及相位选择1 01 10 10 0参考相位参考相位 参考相位参考相位1 10 10 01 045450 0a a方式方式b b方式方式双比特码双比特码 n n双比特码双比特码 n n0 00 00 00 01 11 145450 00 10 190900 00 10 11351350 01 01 02702700 00 00 02252250 01 11 11801800 01 01 03153150 09通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院q 调制器调制器q 数字选相法数字选相法 /23/2 010通信原理九江学院通信原理九江学院
4、通信原理九江学院通信原理九江学院q 正交调制法正交调制法 11通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院q 解调器解调器正交正交相干相干解调解调 12通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院4 4、MDPSK13通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院nn n与双比特码间关系：与双比特码间关系：令：令：n n=K K K-1K-1 -K K与与 K-1K-1表相邻双比特码对应的载波表相邻双比特码对应的载波初相初相 则：则：4 4进制状态进制状态双比特码双比特码n n=K K K-1K-1a a方式方式b b方式方式0 00
5、00 00 00 045450 01 10 10 190900 01351350 02 21 01 02702700 02252250 03 31 11 11801800 03153150 014通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院5 MSK5 MSK最小频移键控最小频移键控 15通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院 MSK是一种特殊形式的FSK，要求包络恒定，其频差是满足两个频率相互正交(即相关函数等于0)的最小频差，并要求FSK信号的相位连续，其频差f=f2-f1=fs/2=1/2Tb,即调制指数为 式中，Tb为输入数据流的比特宽度。
6、MSK的信号表达式为 16通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院MSK的相位轨迹 17通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院由图可见，由图可见，MSK 信号比一般信号比一般2FSK信号有更高的信号有更高的带宽效率。带宽效率。18通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院1)振幅振幅包络恒定包络恒定2)码元转换时刻码元转换时刻无相位跃变无相位跃变 3)带宽带宽减少减少为原带宽的为原带宽的1/2，从而使，从而使MSK的输出信噪比的输出信噪比 提高了一倍提高了一倍。19通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九
7、江学院6 GMSK6 GMSK高斯滤波最小频移键控高斯滤波最小频移键控 20通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院MSK振幅恒定，功率谱主瓣以外衰减较快但仍不能满足移动通信中衰减70-80dB的要求，GMSK即对此提出。特点：带宽窄、锐截止；抑制了高频成分、防止过量的瞬时频率偏移 21通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院22通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院n结论：结论：MSKMSK调制比调制比FSKFSK调制提高了输出信噪比，调制提高了输出信噪比，GMSKGMSK调制比调制比MSKMSK调制减小了信号的带外辐
8、射，调制减小了信号的带外辐射，使信号的副瓣衰减的更快，进一步提高了频带使信号的副瓣衰减的更快，进一步提高了频带利用率利用率.23通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院7 7 联合键控联合键控 24通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院问题的提出问题的提出 25通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院这种信号的一个码元可以表示为式中，k=整数；Ak和k分别可以取多个离散值。上式可以展开为则信号表示式变为Xk和Yk也是可以取多个离散值的变量。从上式看出，sk(t)可以看作是两个正交的振幅键控信号之和26通信原理九江学院通信
9、原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院矢量图在信号表示式中，若k值仅可以取/4和-/4，Ak值仅可以取+A和-A，则此QAM信号就成为QPSK信号，如下图所示：所以，QPSK信号就是一种最简单的QAM信号。27通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM，它的矢量图示于下图中：Ak28通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院类似地，有64QAM和256QAM等QAM信号，如下图所示：它们总称为MQAM调制。由于从其矢量图看像是星座，故又称星座星座调制。64QAM信号矢量图 256QAM信号矢量图2
10、9通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院 MQAM MQAM调制器调制器30通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院 QAMQAM(正交振幅调制系统正交振幅调制系统)原理简介原理简介:优点优点:频带利用率高频带利用率高!缺点缺点:抗噪声性能差抗噪声性能差!相加器相加器信道信道LPFLPFmI(t)mQ(t)cosctsinctcosctsinctmI(t)mQ(t)31通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院复合相移法：它用两路独立的QPSK信号叠加，形成16QAM信号，如下图所示。图中虚线大圆上的4个大黑点表示第一个Q
11、PSK信号矢量的位置。在这4个位置上可以叠加上第二个QPSK矢量，后者的位置用虚线小圆上的4个小黑点表示。AMAM32通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院7 7 正交频分复用正交频分复用 33通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院1、单载波调制和多载波调制比较 单载波体制：单载波体制：码元持续时间持续时间Ts短短，但占用带宽占用带宽B大大；由于信道特性|C(f)|不理想，产生码间串扰。多载波体制：多载波体制：将信道分成许多子信道。假设有10个子信道，则每个载波的调制码元速率将降低至码元速率将降低至1/10，每个子信道的带宽也随之减小为带宽也
12、随之减小为1/10。若子信道的带宽足够小，则可以认为信道特性接近理想信道特性，码间串扰可以得到有效的克服。34通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院fttBBTsNTs单载波调制多载波调制f|C(f)|C(f)|ffc(t)t图8-12 13 多载波调制原理35通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院ffkfk+1/TsTstOFDM的频域特性的频域特性设在一个子信道中，子载波的频率子载波的频率为fk、码元持续时间为码元持续时间为Ts，则此码元的波形和其频谱密度画出如下图：36通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院在O
13、FDM中，各相邻子载波的频率间隔等于最小容许最小容许间隔间隔 故各子载波合成后的频谱密度曲线载波合成后的频谱密度曲线如下图 虽然由图上看，各路子载波的频谱重叠，但是实际上在一个码元持续时间内它们是正交的一个码元持续时间内它们是正交的。故在接收端很容易利用此正交特性将各路子载波分离开。采用这样密集的子载频，并且在子信道间不需要保护频带间隔，信道间不需要保护频带间隔，因此能够充分利用频带。这是因此能够充分利用频带。这是OFDM的一大优点。的一大优点。fk2/Tsfk1/Tsfkff37通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院正交频分复用(OFDM)特点：1、为了提高频率利用
14、率和增大传输速率，各路子载波的已调信号频谱有部分重叠频谱有部分重叠；2、各路已调信号是严格正交严格正交的，以便接收端能完全完全地分离地分离各路信号；3、每路子载波的调制是多进制调制多进制调制；4、每路子载波的调制制度可以不同调制制度可以不同，根据各个子载子载波处信道特性的优劣不同采用不同的体制波处信道特性的优劣不同采用不同的体制。并且可以自适应地改变调制体制以适应信道特性的变化OFDM的缺点：1、对信道产生的频率偏移频率偏移和相位噪声相位噪声很敏感很敏感；2、信号峰值功率峰值功率和平均功率平均功率的比值较大比值较大，这将会降低射频功率放大器的效率38通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院通信原理九江学院小结小结n二进制数字调制原理及抗噪声性能二进制数字调制原理及抗噪声性能（掌握掌握）n多进制及改进多进制数字调制原理多进制及改进多进制数字调制原理（了解了解）