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移动通信第二章调制技术2.pptx

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移动通信第二章调制技术2

移动通信第二章调制技术2

解：
Mj

Gp

S N
out

Ls

＝35－ （10＋3）
＝2（2 db）
2.6 多载波通信
2.6 多载波通信 一. 多载波传输系统
多载波传输首先把一个高速的数据流分解为若干个低速
的子数据流（这样每个子数据流将具有低得多的比特速率），
然后， 对每个子数据流进行符号调制（符号匹配）和滤波
cosxk +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 -1
-1 -1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 +1 akcos xk
πt cosxkcos 2Tb
T 2T 3T 4T 5T 6T 7T 8T 9T 10T 11T 12T 13T 14T 15T 16T
e-jN 1t
g*(－t)
g*(－t)
Sn, 0 g(t)
e j0t
…
Sn, k g(t)
e jkt
g(t)
Sn, N－ 1
e jN 1t
＋ sn(t) 信 道 r(t)
e - j0t
g*(－t)
…
e - jk t
e-jN 1t
g*(－t)
g*(－t)
在单载波系统中， 一次衰落或者干扰就可以导致整个传 输链路失效， 但是在多载波系统中， 某一时刻只会有少部 分的子信道会受到深衰落或干扰的影响， 因此多载波系统具 有较高的传输能力以及抗衰落和干扰能力。

2调制解调技术ppt

2调制解调技术ppt
设MSK信号的一般形式为：
S ( t) co c t a k sd t x k kTb≤t≤(k+1)Tb
则(： c d)Tb(c d)Tb 故 即： S： (dt＝ )2cTbos或 ct2 ： fa Tdb k＝ t 41Txbk
给定两个信号cos2πfmt和cos2πfst，它们之间的相关系数
– 信息比特空间到已调信号集的映射关系：现代调制映 射规则是按某种规则将信息符号映射到比信息符号集 更大的调制信号集，即调制本身将引入调制信息序列 之间的一定约束关系。这种映射的目标有两个：
• 在统计特性上将尽可能多的信息符号映射为能量较 小的信号点
• 使不同调制信号序列之间的欧氏距离尽可能大。
– 解调设计：可划分为相干解调与非相干解调；一般情 况下相干解调比非相干解调有 3dB 的能量增益。解调 设计的基本目标只有一个，就是使信息符号接收的差 错概率最小。
MS 信 K号的一般 S(t) 表 co示 sct为 2a Tb kt： xk
式中， xk是为了保证t=kTb时相位连续而加入的相位
常量。令 φk = ωct+θk kTb≤t≤(k+1)Tb
式中：k
2Tb
akt
xk
为了保持相位连续， 在t=kTb时应有下式成
立： φk-1(kTb) = φk(kTb)
/ 2 0
－/ 2 －
5Tb
Tb 2Tb 3Tb 4Tb
6Tb 7Tb 8Tb 9Tb
－ 3 / 2
－ 2 － 5 / 2
－ 3
0 － 2 － 3 － 3 － 3 4 － 4
ak t
xk
– 正交展开：
MSK信号可表示为：S(t)cocst [(t)]

移动通信原理与工程02

移动通信原理与工程02
1 16 fs[G (ff2)2G (ff2)2]
1 16 fs2G (0)2[(ff2)(ff2)] (2.4)
第二章 移动通信中的调制技术
第一、二项表示FSK信号功率谱的一部分由g(t)的功率谱从0搬 移到f1，并在f1处有载频分量；第三、四项表示FSK信号功率谱 的另一部分由g(t)的功率谱从0搬移到f2，并在f2处有载频分量。 FSK信号的功率谱如图2.2所示。可以看到，如果（f2-f1）小于 fs(fs＝1/Ts)，则功率谱将会变为单峰。FSK信号的带宽约为
Ps( f )
f2－ f1
f0 =（f1+f2） 2
o
f1－ fs f1
f0
f2
f2＋ fs
Bf2f1 2fs
图2.2 FSK信号的功率谱
第二章 移动通信中的调制技术
2.2FSK信号的解调方法 FSK信号的解调方法有包络检波法、相干解调法和非相干解 调法等。相位连续时可以采用鉴频器解调。包络检波法是收 端采用两个带通滤波器，其中心频率分别为f1和f2，其输出经 过包络检波。如果f1支路的包络强于f2支路，则判为“1”；反之 则判为“0”。非相干解调时，输入信号分别经过对cosω1t和 cosω2t匹配的两个匹配滤波器，其输出再经过包络检波和比 较判决。如果f1支路的包络强于f2支路，则判为“1”；反之则判 为“0”。相干解调的原理框图如图2.3。
第二章 移动通信中的调制技术
载波f1
s
eo(t)
载波f2 s(t)
(a) 2FSK信号的产 生方法
数据 波形
1
0
0
1
f1
f2
f2
f1
(b) 2FSK信号 波形
图2.1 2FSK信号的产生方法和波形

移动通信调制技术

移动通信调制技术

= (a 0 a1 )

3 k 2 ( a a ) + (a1 a 2 ) + 2 3 2 + (a k 1 a k ) 2 2 2
k ak
0 0
1 0
2 2
3 1
4 3
5 3

1 1 1
1 1
k
第二章 移动通信中的调制技术
这里的φ k不是每个码元相位变化的终了值，而是线性变 化的截距 由式（2.5）知 a S MSK = cos[ c t k (0)] （2.11） 2Ts
第二章 移动通信中的调制技术
图2.4 MSK的相位网格图
第二章 移动通信中的调制技术
（4）MSK调制器
图2.5 MSK调制器原理框图
第二章 移动通信中的调制技术
MSK调制器的工作过程为： ①对输入二进制数据信号进行差分编码 ②经串/并转换，分成相互交错一个码元宽度的两路信号Ik和Qk ③用加权函数cos (πt/2Ts)和sin (πt/2Ts)分别对两路数据信号Ik 和Qk进行加权 ④加权后的两路信号再分别对正交载波cosωct和sinωct进行调制 ⑤将所得到的两路已调信号相加，通过带通滤波器，就得到MSK 信号 MSK解调，可用相干、非相干两种方式 (5) MSK信号特点 ①已调信号振幅是恒定的。 ②信号频率偏移严格符合±1/4Ts，相位调制指数h＝1/2 ③以载波相位为基准的信号相位，在一个码元期间内准确地 按线性变化±π/2
Ps ( f ) （f1 +f2 ） f0 = 2 f2 － f1
o
f1 － fs
f1
f0
f2
f2 ＋ fs
B f 2 f1 2 f s

某通信调制技术教材ppt(162张)

某通信调制技术教材ppt(162张)
4
6、 模拟移动通信的调制解调—调频信号
设载波信号为
u(t) Uc cos(ct )
Uc：载波的振幅；
c：载波的角频率； ： 载波初始相位。
调频和调相信号可以写成如下形式：
u(t) Uc cos(ct (t))
(t)：载波的瞬时相位。
(2 1)
(2 2)
5
（1）调频信号的形式
频率调制：瞬时角频率是调制信号的线性函数
J2 (mf )sin[(c 2)t] J2 (mf )sin[(c 2)t]
}
(2 9)
Jk (mf
)
j0
(1) j (mf j!(k
2)2 jk j)!
(2 10)
Jk(mf)：k阶第一类贝塞尔函数。
8
（2）FM信号的频谱（mf=2)
振幅
Uc
2B=2(mf+1)
Uc/2
J1(mf) J1(mf)
设调制信号为 um (t)
则调频信号的瞬时角频率与输入信号的关系为：
d (t )
dt
kf
um (t)
或
t
(t) 0 k f um ( )d
kf为调制灵敏度。
(2 3) (2 4)
6
调频信号的形式为
t
uFM (t) Uc cos[ct k f 0 um ( )d ]
若假设 um (t) Um cos t
4、对调制的要求：
已调信号所占的带宽要窄：频谱主瓣窄
已调信号频谱副瓣的幅度要低，辐射到相邻频道 的功率就小。
经调制解调后的输出信噪比(S/N)较大或误码率较
低。
3
5、调制解调技术的主要内容： ➢ 调制的原理。 ➢ 已调信号的产生方法及其频谱特性。 ➢ 解调的原理和实现方法。 ➢ 解调后的信噪比或误码率性能。

移动通信调制技术58页PPT

移动通信调制技术58页PPT
移动通信调制技术
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60—左

第二章无线通信中的调制技术与

第二章无线通信中的调制技术与

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第二章无线通信中的调制技术与
调幅方式 （续）
n 在接收端可以把调制信号解调出来，也 就是把高频信号的幅度解读出来就可以 得到调制信号了
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第二章无线通信中的调制技术与
调幅波的调制过程
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第二章无线通信中的调制技术与
调幅波的形成
•
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第二章无线通信中的调制技术与
n 数字调制就是用数字信号调制载波的不同参量 (模拟调制就是用模拟信号调制载波)。
n 数字信号的优点： 处理速度的提高（适合机器处理）； 灵活性高，能适应各种业务要求； 抗干扰性能得到加强，无噪声积累； 容易加密，保密性强； 设备便于集成化、微型化
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第二章无线通信中的调制技术与
移动通信的数字调制和解调器 技术的要求
什么是调制？
n 调制就是对信号源的信息进行处理，使 其变为适合于信道传输的形式的过程。
n 基带信号(调制信号) n 载波 n 已调信号
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第二章无线通信中的调制技术与
调制 vs. 解调
n 调制是通过改变高频载波的幅度、相位 或者频率，使其随着发送者（信源）基 带信号幅度的变化而变化来实现的；
n （1）在信道衰落条件下，误码率要尽可能低；
（2）发射频谱窄，对相邻信道干扰小；
（3）高效率的解调，以降低移动台功耗，进 一步缩小体积和成本；
（5）能提供较高的传输速率；
n 而解调则是将基带信号从载波中提取出 来以便预定的接收者（信宿）处理和理 解的过程。
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第二章无线通信中的调制技术与
调制在无线通信的作用
n 频谱搬移：将调制信号转换成适合于传 播的已调信号；

移动通信第二章-调制技术

移动通信第二章-调制技术
详细描述
调频调制技术利用载波的频率变化来携带信息。在调频中，信息信号被调制到一个高频载波上，载波的频率随信 息信号的变化而线性变化。调频信号具有抗干扰能力强、失真小、噪声不积累等优点，广泛应用于广播、电视、 通信等领域。
调相（PM）
总结词
调相是一种调制方式，通过改变载波的相位来传递信息。
详细描述
调相调制技术利用载波相位的改变来携带信息。在调相中，信息信号被调制到一 个高频载波上，载波的相位随信息信号的变化而变化。调相信号具有抗干扰能力 强、失真小等优点，但调相解调较为复杂，在实际应用中不如调频广泛。
有助于解决频谱资源紧张的问题，提高无线通信系统的性能。
THANKS
感谢观看
移动通信第二章-调制技术
• 调制技术概述 • 常见调制技术 • 高级调制技术 • 调制技术的性能比较 • 调制技术的发展趋势
01
调制技术概述
调制技术的定义
调制技术
是将信息信号转换为适合传输的载波信号的过程，即将信息信号调 制到载波信号上。
调制技术的作用
通过调制技术，可以将信息信号转换为适合传输的载波信号，实现 信息的传输和通信。
杂，在实际应用中不如单纯的调频广泛。
调频调相调频（FM/PM/FM）
要点一
总结词
要点二
详细描述
调频调相调频是一种结合了多次调频和调相技术的复杂调 制方式，通过多次改变载波的频率和相位来传递信息。
调频调相调频调制技术利用多次载波频率和相位的变化来 携带信息。在调频调相调频中，信息信号被调制到一个高 频载波上，载波的频率和相位都随信息信号的变化而变化 。这种调制方式具有极高的抗干扰能力和失真性能，但调 制和解调过程非常复杂，需要高精度的设备和算法支持， 因此在实际应用中并不常见。

第2章 调制解调 数字移动通信课件

第2章 调制解调 数字移动通信课件
n
bn bn
1 0 0 1
an 1 a n 1
an 1 a n 1
27
2013-7-3
令g(t)的频谱为G(ω), an取+1和-1的概率相等， 则s(t)的
功率谱表达式为
1 2 Ps ( f ) f s G ( f f1 ) G ( f f1 ) 2 16 1 2 2 f s G (0) ( f f1 ) ( f f1 ) 16 1 2 2 f s G( f f2 ) ( f f2 ) 16 1 2 2 f s G (0) ( f f 2 ) ( f f 2 ) 16
cos(1t 1 )
an 1 a n 1
+1 输出频率为f1的正弦波； -1输出频率为f2的正弦波。 令g(t)为宽度Ts的矩形脉冲，则s(t)可表示为
s(t ) bn g (t nTs ) cos(1t 1 ) bn g (t nTs ) cos(2t 2 )
第2章 调制解调
第2章 调制解调
2013-7-3
1
第2章 调制解调
2.1 概 述 2.2 数字频率调制 2.2.1 移频键控调制(FSK) 2.2.2 最小移频键控(MSK) 2.2.3 高斯滤波的最小移频键控(GMSK) 2.2.4 高斯滤波的移频键控(GFSK) 2.3 数字相位调制 2.3.1 移相键控调制(PSK:Phase Shift Keying) 2.3.2 四相相移键控调制(QPSK)和交错四相相移键控调制(OQPSK) 2.3.3 π/4-DQPSK(正交差分相移键控)调制: 2.4 正交振幅调制(QAM) 2.5 扩展频谱调制

移动通信 第2章调制解调

移动通信 第2章调制解调


3 2
m2f
U
2 c
/
2
N0Fm
因为输入信噪比为：
(2 - 19)
Sin N in

1 2
U
2 c
N0 2B

U
2 c
/
2
N0 2(m f 1)Fm

1

U
2 c
/
2
2(m f 1) N0Fm
2
(2 - 20)
第2讲 调制解调（上）
经过鉴频器解调后，信噪比的增益为：
G

Sout / Nout Sin / Nin
s(t)

cos(1t cos(2t
1) 2 )
an 1 an 1
(2 - 23)
第2讲 调制解调（上）
令g(t)为宽度Ts的矩形脉冲且
1 bn 0
0 bn 1
则s(t)可表示为 ：
an 1 an 1 an 1 an 1
s(t) bng(t nTs )cos(1t 1) bng(t nTs )cos(2t 2)
n
n
(2 - 24)
第2讲 调制解调（上）
令g(t)的频谱为G(ω), an取+1和-1的概率相等， 则 s(t)的功率谱表达式为：
Ps( f
)
1 16
fs
G( f

f1) 2

G( f

f1 ) 2
1 16
f
2 s
G(0) 2 (
f

f1) (
f

f1)
1 16
fs
G(
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第二章 调制技术
目录
一. 什么是调制、解调？ 二. 调制的目的是什么？ 三. 调制的分类 四. 线性调制与解调 五. 恒定包络（连续相位）调制 六. （书2.5节）扩频通信 七. （书2.6节）多载波通信
调制、解调技术
调制、解调技术
一. 什么是调制、解调？
使高频信号的某个参数（如幅度、频率和相 位）随基带信号发生相应的变化，以此方法携带 基带信号的信息。
调制、解调技术
四. 线性调制与解调
1. 相移键控调制（PSK）
设输入信号：{an}，an=±1，n=-∞,∞ 则PSK的信号形式为：
st
A
cos c t A cos
c
t
，a
，a
n n
1 1
调制、解调技术
a 调制
调制、解调技术
b 解调
调制、解调技术
c 误比特率
相干解调： Pe 1 erfc r 2
2. 已调信号的频谱旁瓣小，避免对邻道的干扰。 3. 抗衰落性能好，误码率尽可能低。 4. 同频复用的距离小。 5. 能高效率解调，降低移动台功耗。 6. 电路易于实现。
调制、解调技术
三. 调制的分类
模拟调制：AM、FM、PM 数字调制：ASK、FSK、PSK 实际应用中的数字调制技术分为两类：
线性调制：PSK、QPSK、DQPSK、OQPSK、 π/4-DQPSK等
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
调制、解调技术
a 调制
cos xk
akcos xk
调制、解调技术
b 解调
调制、解调技术
c 与FSK比较 1）频率利用高 2）误码率低 3）有自同步性能
调制、解调技术
3. 高斯最小频移键控（GMSK） a 调制
调制、解调技术
b 解调
调制、解调技术
4. 高斯滤波的频移键控（GFSK） a 调制
sk t cos(ct k )
coskcosct sinksinct Ukcosct Vksinct
调制、解调技术
调制、解调技术
b 解调 1) 基带差分检测
解码：
调制、解调技术
2) 中频差分检测
调制、解调技术
3) 鉴频器检测
调制、解调技术
4. QAM调制 是二进制的PSK、四进制QPSK调制的进一
恒定包络（连续相位）调制：MSK、GMSK、 GFSK等
调制、解调技术
以上两种调制的优缺点：
线性调制（一般不等幅）：
优点：频带利用率高 缺点：要求通信设备从频率变换道放大和发射保
持充分的线性，所以设备复杂、成本高
恒定包络（连续相位）调制（等幅）：
优点：可使用功率高的C类放大器 缺点：频谱利用率低
b 应用 数字无绳电话系统CT2、DECT等。
2.5 扩频通信
一. 概述 1. 扩频
2.5 扩频通信
把信息的频谱扩展到宽带中进行传输的技术。
2. 扩频通信与常规的窄带通信方式的区别：
步推广，通过相位和振幅的联合控制。
调制、解调技术
调制、解调技术
调制、解调技术
五. 恒定包络（连续相位）调制 1. 频移键控调制（FSK）
带宽为：B=|f2-f1|+2fs
调制、解调技术
a 调制
-1 +1
调制、解调技术
b 解调
调制、解调技术
c 误比特率
Pe
1 2
erfc
r 2
调制、解调技术
xk
0 0 -2π π -3π -3π -3π 4π -4π -4π -4π 7π 7π 7π -7π -7π 9π
cosxk +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 -1
-1 -1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 +1 akcos xk
3. π/4-DQPSK调制
是对QPSK的改进： 1）QPSK的相位跳变±π, π/4-DQPSK的 跳变为±3π/4，改变了频率特性。 2）QPSK只能相干解调，而π/4-DQPSK可 进行非相干解调，接收设备大大简化。
调制、解调技术
a 调制 sk t cos(ct k )
调制、解调技术
πt cosxkcos 2Tb
T 2T 3T 4T 5T 6T 7T 8T 9T 10T 11T 12T 13T 14T 15T 16T
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
b
bห้องสมุดไป่ตู้
b
b
πt akcos xksin 2Tb
T 2T 3T 4T 5T 6T 7T 8T 9T 10T 11T 12T 13T 14T 15T 16T
2. 最小频移键控调制（MSK） 是一种特殊形式的FSK，频差满足两个频率
相互正交的最小频差。
即：Δf=f2-f1=1/(2Tb) 调制指数：h f 0.5
1 / Tb
Tb为输入数据流的比特宽度。
调制、解调技术
S(t )
cos c t
2Tb
ak t
xk
cos xk
cos
2Tb
t cos c t
解调是调制的逆过程。
二. 调制的目的是什么？
使传输的模拟信号或数字信号变换成适合信 道传输的信号。
？移动通信信道的特点
调制、解调技术
移动通信信道的特点：
1. 带宽有限 2. 干扰和噪声影响大 3. 存在着多径衰落
所以对调制、解调技术的要求：
1. 调制后频带利用率高（用每Hz所传的比特数来衡 量）。
差分相干解调： Pe 1 er 2
调制、解调技术
2. 正交相移键控（QPSK）和 交错正交相移键控（OQPSK）
st Acos k cos c t－Asin k sin c t it cosc t－qt sinc t
QPSK星座图
调制、解调技术
a 调制
星座图
QPSK载波相位跳变0，±π/2， ±π
ak
cos xk
sin
2Tb
t sin c t
k 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
dk -1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 -1 +1
ak -1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 +1 +1 -1
OQPSK载波相位跳变0，±π/2
调制、解调技术
b 解调 采用相干解调
c 比较（2PSK、QPSK、OPSK） 1）QPSK比2PSK频带利用率高两倍
QPSK相当于两个2PSK的叠加，带宽不变， 而传输速率多1倍
2）OQPSK比QPSK的频谱旁瓣要低 3）OPSK比QPSK的抗干扰能力强
调制、解调技术