第十一章先进的数字带通调制和解调 111概述 11.2偏置正交相移键控及π4相移正交相移键控 112.1偏置正交相移键控( OQPSK) OQPSK信号的波形与QPSK信号波形的比较 OQPSK优点: 相邻码元相位差的 3 最大值仅为90 OQPSK的抗噪声性 AAA 0 4T 能和QPSK完全一样。 (a)QPSK s(t) AAVAAV (b)OQPSK
1 第十一章 先进的数字带通调制和解调 11.1 概述 11.2偏置正交相移键控及4相移正交相移键控 11.2.1偏置正交相移键控（OQPSK ） ➢ OQPSK信号的波形与QPSK信号波形的比较 ➢ OQPSK优点： 相邻码元相位差的 最大值仅为90° ➢ OQPSK的抗噪声性 能和QPSK完全一样。 a2 a4 a1 a3 a5 a7 a6 a8 a1 a3 a5 a7 a2 a6 a4 a8
12.2T/4正交差分相移键控(m4 QDPSK) 由两个相差m4的QPSK星座图交替产生的。 输入二进制数字相位改变 11 45 01 135 00 -135° 10 45 当前码元的相位相对于前一码元的相位改变±45°或±135° >优点: ■由于相邻码元间总有相位改变,故有利于在接收端提取码 元同步。 最大相移为±135°,比QPSK的最大相移小 74 QDPSK信号的抗噪声性能和 QDPSK信号的相同。 m4 QDPSK体制已经用于北美第二代蜂窝网(IS-136)
2 11.2.2 4正交差分相移键控(4 QDPSK) ➢ 由两个相差4的QPSK星座图交替产生的。 ➢ 当前码元的相位相对于前一码元的相位改变45°或135° 。 ➢ 优点： ◼ 由于相邻码元间总有相位改变，故有利于在接收端提取码 元同步。 ◼ 最大相移为135°，比QPSK的最大相移小。 ➢ 4 QDPSK信号的抗噪声性能和QDPSK信号的相同。 ➢ 4 QDPSK体制已经用于北美第二代蜂窝网(IS-136)。 45° 输入二进制数字 相位改变 1 1 45° 0 1 135° 0 0 -135° 1 0 -45°
13最小频移键控(MSK及高斯最小频移键控(GMSK) MSK和FSK比较 ■相位连续 ■包络恒定 占用带宽最小 严格正交 11.3.1MSK信号的基本原理 表示式 a1丌 SK(t)=cos(o t+t+9k) (k-1)7<t≤kT 式中, 2T 2nf k (当输入码元为“1”时,ak=+1;当输入码元为“0”时,ak=-1) T一码元持续时间; qk-第k个码元的确定的初始相位
3 11.3 最小频移键控(MSK)及高斯最小频移键控(GMSK) MSK和FSK比较： ◼ 相位连续 ◼ 包络恒定 ◼ 占用带宽最小 ◼ 严格正交 11.3.1 MSK信号的基本原理 ➢ 表示式 式中， （当输入码元为“1”时，ak =+1；当输入码元为“0”时，ak = -1） T － 码元持续时间； k － 第k个码元的确定的初始相位。 ) 2 ( ) cos( k k k s t T a s t t = + + (k −1)T t kT s s = 2f ak = 1
a1丌 Sk(t)=cos(o t+t+Pr) (k-1)T<t≤kr 2T >由上式可以看出: 当ak=+1时,码元频率f等于f+1/(4T); 当ak=-1时,码元频率f等于f-1(47)。 故f和2的距离等于1/(2T)一FSK信号的最小频率间隔 >上式可以改写为 cos(27, t+Pr fa=+1 (k-1)T<t≤kT Cos(20t+k),当ak 式中, f=f。+1(47) f。-1/(47)
4 ➢ 由上式可以看出: ◼ 当ak =+1时，码元频率f1等于 fs+1/(4T)； 当ak = -1时，码元频率 f0等于 fs - 1/(4T)。 故 f1 和 f2 的距离等于1 / (2T) － FSK信号的最小频率间隔 ➢ 上式可以改写为 式中， ) 2 ( ) cos( k k k s t T a s t t = + + (k −1)T t kT + = − + = + = cos(2 ), 1 cos(2 ), 1 ( ) 0 1 k k k k k f t a f t a s t 当 当 (k −1)T t kT 1/(4 ) 1/(4 ) 0 1 f f T f f T s s = − = +
>码元持续时间T 由于它是一个正交FSK信号,所以它应当满足式(6-3-10) Fn(a4+a4)++91+sn(n-ny+-9sm+9)sm-9)=0 O1+ O1-00 (1+00)(aO1-O0) 即有 sin[( o, +Oo)T+2o sin( @, -Oo)r sin( 2pk) sin( 0) 0,+O (a1+0o 上式左端4项应分别等于零,所以将第3项 sin( ou=0 的条件代入第1项,得到要求:sn(203T)=0 即要求:4T=nz,n=12.3 或 T=n/4 4 上式表示,MSK信号每个码元持续时间T内包含的载 波周期数必须是1/4的整数倍 5
5 ➢ 码元持续时间T ◼ 由于它是一个正交FSK信号，所以它应当满足式(6-3-10)： 即有， 上式左端4项应分别等于零，所以将第3项 sin(2k ) = 0 的条件代入第1项，得到要求：sin(2sT) = 0 即要求： 或 上式表示，MSK信号每个码元持续时间T 内包含的载 波周期数必须是1 / 4的整数倍。 0 ( ) sin( 0) ( ) sin[( ) 2 ] sin[( ) ] sin( 2 ) 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 = − − + − − − + + + + T k T k 0 ( ) sin( ) ( ) sin[( ) ] sin[( ) ] sin( ) 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 = − − − + + − − − + − + + + + + T T 4 f T = n , n =1, 2, 3, ... s s T = n / 4 f