正交振幅调制QAM与非网学习教案.pptx

会计学2.1概述按照调制器输入信号(该信号称为调制信号)的形式(xíngshì)，调制可分为模拟调制(或连续调制)和数字调制。模拟调制是利用输入的模拟信号直接调制(或改变)载波(正弦波)的振幅、频率或相位，从而得到调幅(AM)、调频(FM)或调相(PM)信号。数字调制是利用数字信号来控制载波的振幅、频率或相位。常用的数字调制有：频移键控(FSK)和相移键控(PSK)等。移动通信信道的基本特征是：第一，带宽有限，它取决于可使用的频率资源和信道的传播特性；第二，干扰和噪声影响大，这主要是移动通信工作的电磁(diàncí)环境所决定的；第三，存在着多径衰落。针对移动通信信道的特点，已调信号应具有高的频谱利用率和较强的抗干扰、抗衰落的能力。设载波(zàibō)信号为设调制信号为um(t),则调频(diàopín)信号的瞬时角频率与输入信号的关系为假设式中，Jk(mf)为k阶第一类贝塞尔函数(hánshù)：若以90%能量所包括(bāokuò)的谱线宽度(以载频为中心)作为调频信号的带宽，则可以证明调频信号的带宽为在接收端，输入的高斯白噪声(其双边功率谱密度为N0/2)和信号一起(yīqǐ)通过带宽B=2(mf+1)Fm的前置放大器，经限幅后送入到鉴频器，再经低通滤波后得到所需的信号。在限幅器前，信号加噪声可表示为在大信噪比情况(qíngkuàng)下，即Uc>>V(t),有经过(jīngguò)低通滤波后，信号的功率为因为(yīnwèi)输入信噪比为图2–2FM解调器的性能(xìngnéng)及门限效应2.2数字频率(pínlǜ)调制令g(t)为宽度(kuāndù)Ts的矩形脉冲，令g(t)的频谱为G(ω),an取+1和-1的概率(gàilǜ)相等，则s(t)的功率谱表达式为图2-3FSK信号(xìnhào)的功率谱图2-4FSK的相干解调(jiědiào)框图设图2-4中两个带通滤波器的输出分别为y1(t)和y2(t)。它们包括有用信号分量(fènliàng)和噪声分量(fènliàng)。设噪声分量(fènliàng)为加性窄带高斯噪声，可分别表示为
ω1支路：发“+1”时：设在取样时刻，x1(t)和x2(t)对应的样点值为x1和x2，nc1(t)和nc2(t)对应的样点值为nc1和nc2，则在输入“+1”和“-1”等概的条件下，误比特率就等于(děngyú)发送比特为“+1”(或“-1”)的误比特率，即式中，为输入信噪比,erfc(x)为互补(hùbǔ)误差函数，2.2.2最小移频键控(jiànkònɡ)(MSK)令在给定输入序列｛ak｝情况下，MSK的相位轨迹如图2-5所示。各种可能的输入序列所对应的所有(suǒyǒu)可能的路径如图2-6所示。图2-6MSK的可能相位(xiàngwèi)轨迹MSK信号(xìnhào)表达式可正交展开为下式：因为(yīnwèi)：sinxk-1=0,ak-1-ak=0,±2图2-7MSK的输入数据与各支路(zhīlù)数据及基带波形的关系MSK信号也可以将非归零的二进制序列直接送入FM调制器中来产生，这里(zhèlǐ)要求FM调制器的调制指数为0.5。MSK信号的单边功率谱表达式为图2-9MSK信号(xìnhào)的功率谱图2-10MSK相干解调(jiědiào)框图参照FSK的误码率分析，在输入为窄带高斯噪声(均值(jūnzhí)为0，方差为)的情况，各支路的误码率为与FSK性能相比，由于各支路的实际码元宽度为2Tb，其对应(duìyìng)的低通滤波器带宽减少为原带宽的1/2，从而使MSK的输出信噪比提高了一倍。
经过差分译码后的误比特率为2.2.3高斯(ɡāosī)滤波的最小移频键控(GMSK)该滤波器对单个宽度(kuāndù)为Tb的矩形脉冲的响应为当BbTb取不同(bùtónɡ)值时，g(t)的波形如图2-12所示。GMSK的信号(xìnhào)表达式为由式(2-47)可得图2-14波形存储(cúnchǔ)正交调制法产生GMSK信号图2-15GMSK的功率(gōnglǜ)谱密度表2-1GMSK在给定百分比功率下的占用(zhànyònɡ)带宽在BbTb取不同值时，GMSK信号在相邻(xiānɡlín)信道的带外辐射功率与本信道内的总功率之比如图2-16所示。由图可见，在BbTb一定时，ΔfTb越大则邻道干扰越小。在频道间隔ΔfTb一定时，BbTb越小则邻道干扰越小。
例如，数据速率1/Tb=16kb/s,频道间隔Δf=25kHz，则归一化频道间隔ΔfTb=25/16=1.56。从图2-16可查得，在BbTb=0.3时，邻道干扰为-60dB；BbTb=0.25时为-70dB；BbTb=0.2时为-80dB。实际中还应考虑载波(zàibō)漂移的影响，邻道干扰会比上述计算值严重一些。1.一