当B,Tb=0.28dB,邻道干扰功率(信道间隔为25kHz低于-60dB,可满足移动通信对信号传输的要求。GMSK频谱改善特性是以误比特率(BFR)性能下降为代价的,不过,当=0.5时BER性能下降并不严重,它仅比MSK下降约1dB.由上分析可知,GMSK在工程上是可采用的,所以GSM采用了B,T,=0.5的GMSK。B,T,=000-20-403.T,=0. 3-60B,T,=0. 2B,T,=0. 5-80-100B,T,=0. 161! 50. 51. 62. 02. 53.0-1200归一化频率(f-f)Tb图5.6GMSK的功率谱Section3数字相位调制一、移相键控调制(PSK)二、四相相移键控调制(QPSK)和交错四相相移控调制(OQPSK)在QPSK的码元速率(T)与PSK信号的比特速率相等的情况下,QPSK信号是两个PSK的信号之和,因而它具有用PSK信号相同的频谱特征和误比率性能.由图2.24(b)可知,QPSK调制类似,不同之处是在正交支路引入了一个比特(半个码元)的时延,这使得两个支路的数据不会同时发生变化,因而不可能像QPSK那
⚫ 当 BbTb=0.28dB,邻道干扰功率(信道间隔为 25kHZ低于-60dB,可满足移动通信对 信号传输的要求。 ⚫ GMSK 频谱改善特性是以误比特率(BFR)性能下降为代价的,不过,当=0.5 时 BER 性能下降并不严重,它仅比 MSK 下降约 1dB. 由上分析可知,GMSK 在工程上是可采用的,所以 GSM 采用了 BbTb=0.5 的 GMSK。 BbTb=∞ 0 -20 -40 BbTb=0.3 -60 BbTb=0.2 BbTb=0.5 -80 -100 BbTb=0.16 -1200 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 归一化频率(f-fo)Tb 图 5.6GMSK 的功率谱 Section3 数字相位调制 一、移相键控调制(PSK) 二、四相相移键控调制(QPSK)和交错四相相移控调制(OQPSK) 在 QPSK 的码元速率(Ts)与 PSK 信号的比特速率相等的情况下,QPSK 信号是两个 PSK 的信号之和,因而它具有用 PSK 信号相同的频谱特征和误比率性能. 由图 2.24(b)可知,QPSK 调制类似,不同之处是在正交支路引入了一个比特 (半个码元)的时延,这使得两个支路的数据不会同时发生变化,因而不可能像 QPSK 那
样产生土II的相位跳变,而仅能产生土I1/2的相位跳变,如图2-25(b)所示.因此,OQPSK频谱旁瓣要低于QPSK信号的旁瓣三、II/4-DQPSK调制II/4-DQPSK是对QPSK信号特性的进行改进的一种调制方式.改进之一是将QPSK的最大相位跳变土II,降为土3II/4,从而改善了II/4-DQPSK的频率特性.改进之二是解调方式。QPSK只能用于相干解调,而II/4-DQPSK即可以用相干解调也可以采用非相干解调。II/4-DQPSK已应用于美国的IS-136数字蜂窝系统、日本的(个人)数字蜂窝系统(PDC)和美国的个人接入通信系统(PACS)中。Section4正交振幅调制(QAM)正交振幅调制是二进制的PSK,四进制的QPSK调制的进一步推广,通过相位和振幅的联合控制,可以得到更高频率的调制方式,从而可在限定的频带内转输更高速率的数据Y(t)=Aacosw.t+Basinw,t0≤tT由两个相互正交的载波构成,每个载波被一组离散的振幅(Aa)、(BB)所调制,故称这种调制方式为正交振幅制,式中,Ts为码元宽度.M=1.2,.M;M为A和B的电平数QAM中的振幅A和B可以表示成:A.=d.AB=emA式中,A是固定振幅,(dm,e)由输入数据确定.(dm,e)决定了已调QAM信号在信号空间中的坐标点QAM的调制用相十解调框如图2-41所示,在调制端,输入数据经过串并变换后分为两路,分别经过2电平到L电平的变换,形成Am和B为了抑制已调信号的带外幅射,A和Br还要经过预调制低通滤波器,才分别与相互交的各路载波相乘,最后将两路信
样产生±∏的相位跳变,而仅能产生±∏/2 的相位跳变,如图 2-25(b)所示.因 此,OQPSK 频谱旁瓣要低于 QPSK 信号的旁瓣. 三、∏/4-DQPSK 调制 ∏/4-DQPSK 是对 QPSK 信号特性的进行改进的一种调制方式.改进之一是将 QPSK 的最大相位跳变±∏,降为±3∏/4,从而改善了∏/4-DQPSK 的频率特性.改进之 二是解调方式。QPSK 只能用于相干解调,而∏/4-DQPSK 即可以用相干解调也可以采 用非相干解调。∏/4-DQPSK 已应用于美国的 IS-136 数字蜂窝系统、日本的(个人) 数字蜂窝系统(PDC)和美国的个人接入通信系统(PACS)中。 Section4 正交振幅调制(QAM) 正交振幅调制是二进制的 PSK,四进制的 QPSK 调制的进一步推广,通过相位和振 幅的联合控制,可以得到更高频率的调制方式,从而可在限定的频带内转输更高速率 的数据. Y(t)=Amcosωct+Bmsinωct 0≤t≤Ts 由两个相互正交的载波构成,每个载波被一组离散的振幅(AM)、(BB)所调制,故称 这种调制方式为正交振幅制,式中,TS为码元宽度.M=1.2,.M;M为AM和BM的电平数. QAM 中的振幅 AM和 BM可以表示成: Am=dmA Bm=emA 式中,A 是固定振幅,(dm,em)由输入数据确定. (dm,em)决定了已调QAM 信号在信号 空间中的坐标点. QAM 的调制用相干解调框如图 2-41 所示,在调制端,输入数据经过串并变换后分 为两路,分别经过2 电平到L 电平的变换,形成AM和BM.为了抑制已调信号的带外幅射, AM 和 BM 还要经过预调制低通滤波器,才分别与相互交的各路载波相乘,最后将两路信
号相加就可以得到已调输出信号y(t),为了改善方型QAM的接收性能,还可以采用星型的QAM星座如图2-45所示,以16进制方型QAM和16进制星型QAM进行比较,可以发现,星座QAM的振幅环由方型的3个减少为2个,相位由12种减少为8种,这将有利于接收端的自动增益控制和载波相位跟踪
号相加就可以得到已调输出信号 y(t). 为了改善方型QAM 的接收性能,还可以采用星型的QAM 星座如图2-45 所示,以16 进制方型 QAM 和 16 进制星型 QAM 进行比较,可以发现,星座 QAM 的振幅环由方型的 3 个减少为 2 个,相位由 12 种减少为 8 种,这将有利于接收端的自动增益控制和载波相 位跟踪
第三章移动信道中的电波传播与分集接收所谓“恒参信道”是指其传输特性的变化量极微且变化速度极慢;或者说,在足够长的时间内,其参数基本不变。“变参信道”与此相反,其转输特性随时间的变化较快,移动信道为典型的“变参信道”。Section1VHF、UHF电波传播特性1、移动通信信道的主要特点主要介绍移动通信信道的主要特点:(1)传播的开放性一切无线信道都是基于电滋波在空间传播来实现信息传输的(2)接收点地理环境的复杂性与多样性一般可将地理环境划分为下列三类典型区域高楼林立的城市中心繁华区;以一般性建筑物为主的近郊小城镇区;以山丘|湖泊平原为主的农村及远郊区(3)通信用户的随机移动性慢速步行时的通信;高速车载时的不间断通信;总之,传播的开放性,接收环境的复杂性与通信用户的随机移动性,这三个主要特点共同构成了通信信道的主要特色2、移动通信信道下电磁波传播的特点下面将进一步:析上述移动通信信道的大特点形成的电磁波传播主要特点:直线波:它是指在视距覆盖区内无遮挡的传播,直射波传播的信号最强多径反射波:指从不同建筑物或其他物体反射后到达接收点的传播信号,其信号强度
第三章移动信道中的电波传播与分集接收 所谓“恒参信道”是指其传输特性的变化量极微且变化速度极慢;或者说,在足 够长的时间内,其参数基本不变。“变参信道”与此相反,其转输特性随时间的变化较 快,移动信道为典型的“变参信道”。 Section1 VHF、UHF 电波传播特性 1、 移动通信信道的主要特点 主要介绍移动通信信道的主要特点: (1)传播的开放性 一切无线信道都是基于电滋波在空间传播来实现信息传输的. (2)接收点地理环境的复杂性与多样性. 一般可将地理环境划分为下列三类典型区域; 高楼林立的城市中心繁华区; 以一般性建筑物为主的近郊小城镇区; 以山丘\湖泊\平原为主的农村及远郊区 (3)通信用户的随机移动性 慢速步行时的通信; 高速车载时的不间断通信; 总之,传播的开放性,接收环境的复杂性与通信用户的随机移动性,这三个主要 特点共同构成了通信信道的主要特色. 2、 移动通信信道下电磁波传播的特点. 下面将进一步;析上述移动通信信道的三大特点形成的电磁波传播主要特点: 直线波:它是指在视距覆盖区内无遮挡的传播,直射波传播的信号最强. 多径反射波:指从不同建筑物或其他物体反射后到达接收点的传播信号,其信号强度
次之,绕射波:从较大的山丘或建筑物绕射后到达接收点的传播信号,其强度与反射波相当.散射波:由空气中离子爱激后二次发射所引起的慢反射后到达接收点的传播信号.其信号强度是弱3、三类不同的损耗和三种效应上述移动信道的主要特点及其带来的传播上的特点.对接收点的信号将会产生如下的后果.即在传播上产生三类不同的损耗和三种效应(1)三种不同的损耗路径传播损耗:又称为衰耗,它是指电波在空间传播所产生的损耗,它反映了传播在宏观大范围(即公里量级)在空间距离上的接收信号电平平均值的变化趋势慢衰落损耗:它是由于在电波传播路径上受到建筑物及山丘等的阻挡产生的阴效应而产生的损耗.它反映了中等范围内数百波长量级接收电平的均值变化而产生的损耗,一般遵从对数正态分布,其变化率较慢故又称为慢衰落.快衰落损耗:它主是由于多径传播而产生的衰落,它反映微观小范围内数十波长量级接收电平的均值变化而产生的损耗,一般遵从Rayleigh(瑞利)分布或Rician(莱斯)分布,其变化率比慢衰落快,故称它为快衰落,仔细划分快衰落又可分为以下三类:空间选择性衰落,频率选择性衰落,与时间选择性衰落,不同的频率和不同的时间其衰落特性是不一样的。(2)三种效应阴影效应:由大型建筑物和其他物体的阻挡而形成在传播接收区域上的半育区。远近效应:由于接收用户的随机移动性,移动用户与基站间的距离也是在随机地变化,若各移动用户发射功一样,那么到达基站的信号强弱不同,离基站近信号强,离基站远信号弱,通信系统的非线性则进一步加重,出现强者更弱和强压弱的
次之. 绕射波:从较大的山丘或建筑物绕射后到达接收点的传播信号,其强度与反射波相 当. 散射波:由空气中离子爱激后二次发射所引起的慢反射后到达接收点的传播信号.其 信号强度是弱. 3、 三类不同的损耗和三种效应 上述移动信道的主要特点及其带来的传播上的特点.对接收点的信号将会产生 如下的后果.即在传播上产生三类不同的损耗和三种效应. (1)三种不同的损耗 路径传播损耗:又称为衰耗,它是指电波在空间传播所产生的损耗,它反映了传 播在宏观大范围(即公里量级)在空间距离上的接收信号电平平均值的变化趋势. 慢衰落损耗:它是由于在电波传播路径上受到建筑物及山丘等的阻挡产生的阴 效应而产生的损耗.它反映了中等范围内数百波长量级接收电平的均值变化而产生 的损耗,一般遵从对数正态分布,其变化率较慢故又称为慢衰落. 快衰落损耗:它主是由于多径传播而产生的衰落,它反映微观小范围内数十波长 量级接收电平的均值变化而产生的损耗,一般遵从Rayleigh(瑞利)分布或Rician(莱 斯)分布,其变化率比慢衰落快,故称它为快衰落,仔细划分快衰落又可分为以下 三类:空间选择性衰落,频率选择性衰落,与时间选择性衰落,不同的频率和不同 的时间其衰落特性是不一样的。 (2)三种效应 阴影效应:由大型建筑物和其他物体的阻挡而形成在传播接收区域上的半肓区。 远近效应:由于接收用户的随机移动性,移动用户与基站间的距离也是在随机 地变化,若各移动用户发射功一样,那么到达基站的信号强弱不同,离基站近信号 强,离基站远信号弱,通信系统的非线性则进一步加重,出现强者更弱和强压弱的