1、数字调制解调技术数字调制解调技术 本章提示本章提示 ll l 第一代蜂窝移动通信系统采用模拟调频第一代蜂窝移动通信系统采用模拟调频 （FM）传输模拟语音 ， 其信令系统采用）传输模拟语音 ， 其信令系统采用 2FSK数字调制 。
第二代数字蜂窝移动通信数字调制 。
第二代数字蜂窝移动通信 系统传送的语音都是经过语音编码和信道系统传送的语音都是经过语音编码和信道 编码后的数字信号 。
编码后的数字信号 。
GSM系统采用系统采用GMSK 调制；调制；IS-54系统和系统和PDC系统采用系统采用 /4 DQPSK调制；调制；IS-95 CDMA系统的下行信系统的下行信 道采用道采用QPSK调制 ， 其上行信道采用调制 ， 其上行 。

2、信道采用 OQPSK调制 。
第三代蜂窝移动通信系统将调制 。
第三代蜂窝移动通信系统将 采用采用MQAM、QPSK或或8PSK调制 。
调制 。
1 数字调制技术概述数字调制技术概述 l1.1 概述概述 l1.2 数字调制的性能指标数字调制的性能指标 l1.3 数字调制技术分类数字调制技术分类 l1.4 调幅与调频调幅与调频 1.1 概述概述 l2G/3G/4G数字移动通信系统都使用数字调数字移动通信系统都使用数字调 制技术 。
制技术 。
l超大规模集成电路（超大规模集成电路（VLSI）和数字信号处）和数字信号处 理（理（DSP）技术的发展使数字调制比模拟）技术的发展使数字调制比模拟 调制的传输系统更有效 。
调 。

3、制的传输系统更有效 。
1.1 概述概述 l新的多用途可编程数字信号处理器使得数新的多用途可编程数字信号处理器使得数 字调制器和解调器完全用软件来实现成为字调制器和解调器完全用软件来实现成为 可能 。
可能 。
l嵌入式软件实现方法可以在不重新设计和嵌入式软件实现方法可以在不重新设计和 替换调制解调器的情况下改变和提高性能 。
替换调制解调器的情况下改变和提高性能 。
1.2 数字调制的性能指标数字调制的性能指标 l数字调制的性能指标通常通过数字调制的性能指标通常通过功率有效性功率有效性 p（Power Efficiency）和）和带宽有效性带宽有效性 B （Spectral Efficiency）来反映 。
。

4、）来反映 。
l功率有效性功率有效性 p是反映调制技术在低功率电是反映调制技术在低功率电 平情况下保证系统误码性能的能力 ， 可表平情况下保证系统误码性能的能力 ， 可表 述成每比特的信号能量与噪声功率谱密度述成每比特的信号能量与噪声功率谱密度 之比：之比： 1.2 数字调制的性能指标数字调制的性能指标 l带宽有效性带宽有效性 B是反映调制技术在一定的频是反映调制技术在一定的频 带内数字有效性的能力 ， 可表述成在给定带内数字有效性的能力 ， 可表述成在给定 带宽条件下每赫兹的数据通过率：带宽条件下每赫兹的数据通过率： l式中 ， 式中 ， R为数据速率（为数据速率（bit/s） ， ） ， B为调制射为调制射 频频RF信号占 。

5、用带宽 。
信号占用带宽 。
1.2 数字调制的性能指标数字调制的性能指标 l由香农（由香农（Shannon）定理：）定理： l式中 ， 式中 ， C为信道容量；为信道容量；B为为RF带宽；带宽；S/N为为 信噪比；信噪比；lb = loga ， a = 2 。
1.2 数字调制的性能指标数字调制的性能指标 l因此 ， 最大可能的因此 ， 最大可能的 BMAX为为 l对于对于GSM ， B = 200kHz ， SNR = 10dB ，则有：则有： BMAX S lb 1200 lb(110)691.886kbit/s lb(110)3.46(kbit/s)/Hz CB N C B h 骣 =+=+= 桫 =+= 1.3 数字调 。

6、制技术分类数字调制技术分类 l1线性调制方式线性调制方式 l线性调制方式主要有各种进制的线性调制方式主要有各种进制的PSK和和 QAM等 。
等 。
l线性调制方式又可分为频谱高效和功率高线性调制方式又可分为频谱高效和功率高 效两种 。
效两种 。
2恒定包络调制方式恒定包络调制方式 l恒定包络调制方式主要有恒定包络调制方式主要有MSK、TFM（平（平 滑调频）、滑调频）、GMSK等 。
等 。
l其主要特点是这种已调信号具有包络幅度其主要特点是这种已调信号具有包络幅度 不变的特性 ， 其发射功率放大器可以在非不变的特性 ， 其发射功率放大器可以在非 线性状态而不引起严重的频谱扩散 。
线性状态而不引起严重的频谱扩散 。
1 。

7、.4 调幅与调频调幅与调频 l早期早期VHF频段的移动通信电台大都采用调频段的移动通信电台大都采用调 幅方式 ， 调幅是使高频载波信号的振幅随幅方式 ， 调幅是使高频载波信号的振幅随 调制信号的瞬时变化而变化 ， 其所占带宽调制信号的瞬时变化而变化 ， 其所占带宽 为为BAM2fm ， 其中 ， 其中 ， fm为音频的上限频率 。
为音频的上限频率 。
l由于信道快衰落会使模拟调幅产生附加调由于信道快衰落会使模拟调幅产生附加调 幅而造成失真 ， 目前已很少采用 。
幅而造成失真 ， 目前已很少采用 。
1.4 调幅与调频调幅与调频 l调频是使高频载波信号的瞬时频率随调制调频是使高频载波信号的瞬时频率随调制 信号的变化而变化 ， 其所占带宽为信号 。

8、的变化而变化 ， 其所占带宽为B FM 2( FM1)fm ， 其中 ， 其中 FM为调制指数 。
为调制指数 。
l调频制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调调频制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调 幅制 ， 对非线性信道有较好的适应性 ， 世幅制 ， 对非线性信道有较好的适应性 ， 世 界上几乎所有的模拟蜂窝系统都使用频率界上几乎所有的模拟蜂窝系统都使用频率 调制 。
调制 。
1.4 调幅与调频调幅与调频 l单边带调幅系统只传送一个边带（上边带单边带调幅系统只传送一个边带（上边带 或下边带） ， 所以只占用普通调幅系统一或下边带） ， 所以只占用普通调幅系统一 半的带宽 。
半的带宽 。
l单边带调制技术对移动通信还是非常有用单边带调制技术对移动通信 。

9、还是非常有用 的 。
的 。
l随着数字信号处理、大规模集成电路和新随着数字信号处理、大规模集成电路和新 的单边带调制解调技术的进步 ， 单边带在的单边带调制解调技术的进步 ， 单边带在 移动通信中的应用还是很有前途的 。
移动通信中的应用还是很有前途的 。
2 线性数字调制技术线性数字调制技术 l理想的调制方式能够使通信在低信噪比情理想的调制方式能够使通信在低信噪比情 况下提供低的误码率 ， 在多径和衰落条件况下提供低的误码率 ， 在多径和衰落条件 下很好地工作 ， 并且容易实现 。
下很好地工作 ， 并且容易实现 。
l一种数字调制技术的分类方法将它分为线一种数字调制技术的分类方法将它分为线 性和非线性两类 。
性和非线性两类 。
l在 。

10、线性数字调制技术中 ， 传输信号的幅度在线性数字调制技术中 ， 传输信号的幅度 s(t)随调制数字信号随调制数字信号m(t)的变化而呈线性变的变化而呈线性变 化 。
化 。
6.2 线性数字调制技术线性数字调制技术 l线性数字调制技术带宽效率较高 ， 所以非线性数字调制技术带宽效率较高 ， 所以非 常适用于在有窄频带要求下 ， 需要容纳越常适用于在有窄频带要求下 ， 需要容纳越 来越多用户的无线通信系统 。
来越多用户的无线通信系统 。
l在线性数字调制方案中 ， 传输信号在线性数字调制方案中 ， 传输信号s(t)可表可表 示为示为 l线性数字调制方案有很好的频谱效率 ， 但线性数字调制方案有很好的频谱效率 ， 但 传输中必须使用功率效率低的传 。

11、输中必须使用功率效率低的RF放大器 。
放大器 。
s(t) = ReAm(t)exp(j2fc t) = AmR(t)cos(2fc t) ?mI(t)sin(2fc t) （6-5） 2 线性数字调制技术线性数字调制技术 l2.1 二进制幅度键控二进制幅度键控BASK l2.2 二进制相移键控二进制相移键控BPSK l2.3 差分相移键控差分相移键控DPSK l2.4 四相相移键控四相相移键控QPSK l2.5 交错交错QPSK（OQPSK） l2.6 p/4四相相移键控四相相移键控QPSK 2.1 二进制幅度键控二进制幅度键控BASK l在二进制幅度键控（在二进制幅度键控（Binary Amp 。

12、litude Shift Keying ， BASK）中 ， 载波幅度随二）中 ， 载波幅度随二 进制调制信号序列进制调制信号序列m(t)变化 ， 即幅度变化 ， 即幅度 键控（键控（Amplitude Shift Keying ， ASK） 信号可表示为信号可表示为 2.1 二进制幅度键控二进制幅度键控BASK s ( )() n n m ta g tnT=- （6-7） an = 1 01 P P - 概率 概率 （6-8） 2.2 二进制相移键控二进制相移键控BPSK l在二进制相移键控（在二进制相移键控（Binary Phase Shift Keying ， BPSK）中 ， 幅度恒定的载波信）中 ， 幅度恒定的载波信。

13、号根据信号两种可能号根据信号两种可能m1和和m2（即二进制数（即二进制数 1和和0）的改变而在两个不同的相位间切换 。
）的改变而在两个不同的相位间切换 。
l通常这两个相位相差通常这两个相位相差180 。
由于只有两个 。
由于只有两个 相位 ， 所以二进制相移键控也称二相相移相位 ， 所以二进制相移键控也称二相相移 键控 。
键控 。
2.2 二进制相移键控二进制相移键控BPSK l如果正弦载波的幅度为如果正弦载波的幅度为Ac ， 每比特能量 ， 每比特能量 Eb =， 则传输的 ， 则传输的BPSK信号为信号为 2 cb 1 2 A T b c0b b BPSK bb c0c0b bb 2 cos(2)0,1 ( ) 22 c 。

14、os(2)cos(2)0,0 E f ttT T st EE f tf ttT TT + = += -+ 信号为 信号为 2.2 二进制相移键控二进制相移键控BPSK l出于方便 ， 经常将出于方便 ， 经常将m1和和m2一般化为取一般化为取1 或或1的二进制数据信号的二进制数据信号m(t) ， 它呈现两种 ， 它呈现两种 可能的脉冲波形中的一种 。
这样传输信号可能的脉冲波形中的一种 。
这样传输信号 可表示为可表示为 2.2 二进制相移键控二进制相移键控BPSK lBPSK信号使用双极性基带数据波形信号使用双极性基带数据波形m(t) ，并可以表示为如下的复包络形式并可以表示为如下的复包络形式 l式中 ， 式中 ， gBP 。

15、SK(t)是信号的复包络是信号的复包络 2.2 二进制相移键控二进制相移键控BPSK l可以证明 ， 复包络的功率谱密度（可以证明 ， 复包络的功率谱密度（Power Spectral Density ， PSD）为）为 2.2 二进制相移键控二进制相移键控BPSK l因此 ， 因此 ， RF上上BPSK信号的信号的PSD为为 2.2 二进制相移键控二进制相移键控BPSK 图图6-1 BPSK信号的功率谱密度（信号的功率谱密度（PSD） 2.2 二进制相移键控二进制相移键控BPSK l如果没有信道引入的多径损耗 ， 接收的如果没有信道引入的多径损耗 ， 接收的 BPSK信号可表示为信号可表示为 2.2 二进制相移键控二进 。

16、制相移键控BPSK 图图2 带载波恢复电路的带载波恢复电路的BPSK接收机框图接收机框图 2.2 二进制相移键控二进制相移键控BPSK l在分频器后乘法器的输出为在分频器后乘法器的输出为 2.2 二进制相移键控二进制相移键控BPSK l对于对于AWGN信道许多调制方案的比特差错信道许多调制方案的比特差错 概率用信号点之间距离的概率用信号点之间距离的Q(x)函数来得到 。
函数来得到 。
从从BPSK信号的分布可以得到信号的分布可以得到， 相邻 ， 相邻 点的距离为 。
可以证明比特差错概率为点的距离为 。
可以证明比特差错概率为 l式中 ， 式中 ， Q(x)函数为函数为 b 2 E b e,BPSK 0 2E pQ。

17、N 骣 = 桫 （6-18） 2.3 差分相移键控差分相移键控DPSK l如果不是利用载波相位的绝对数值 ， 而是如果不是利用载波相位的绝对数值 ， 而是 利用前后码元之间相位的相对变化传送数利用前后码元之间相位的相对变化传送数 字信息 ， 则这种方法称为相对调相 。
字信息 ， 则这种方法称为相对调相 。
l差分相移键控（差分相移键控（Differential Phase Shift Keying ， DPSK）是一种最常用的相对调）是一种最常用的相对调 相方式 ， 采用非相干的相移键控形式 。
相方式 ， 采用非相干的相移键控形式 。
l它不需要在接收机端有相干参考信号 ， 而它不需要在接收机端有相干参考信号 ， 而 且非相干接收机容易 。

18、实现 ， 价格便宜 ， 因且非相干接收机容易实现 ， 价格便宜 ， 因 此在无线通信系统中广泛使用 。
此在无线通信系统中广泛使用 。
2.3 差分相移键控差分相移键控DPSK 表 6 - 1 差分编码过程的图解 mk 1 1 0 1 0 0 1 0 dk? 1 1 1 1 0 0 1 0 0 dk 1 1 1 0 0 1 0 0 1 2.3 差分相移键控差分相移键控DPSK 图图6-3 DPSK发射机框图及相关波形发射机框图及相关波形 2.3 差分相移键控差分相移键控DPSK 图图4 DPSK接收机框图及相关波形接收机框图及相关波形 2.3 差分相移键控差分相移键控DPSK l当有加性高斯白噪声时 ， 平均错误概率如 。

19、当有加性高斯白噪声时 ， 平均错误概率如 下所示为下所示为 2.4 四相相移键控四相相移键控QPSK l四进制四进制PSK ， 也称为正交相移键控（ ， 也称为正交相移键控（Q Phase Shift Keying ， QPSK）是）是MPSK调调 制中最常用的一种调制方式 。
制中最常用的一种调制方式 。
l由于在一个调制码元中传输两个比特 ， 四由于在一个调制码元中传输两个比特 ， 四 相相移键控（相相移键控（QPSK）比）比BPSK的带宽效率的带宽效率 高两倍 。
高两倍 。
6.2.4 四相相移键控四相相移键控QPSK QPSK s s c 2 ( )=cos 2(1) 2 E tf ti T s 轾 犏+- 犏 臌 （ 。

20、6-21） ss QPSKc ss c 22 ( )cos (1)cos(2)sin (1)sin(2) 22 EE stif tif t TT 轾轾 犏犏=-= - 犏犏 臌臌 （6-22） QPSKs1s2 ( )cos (l)( )sin (l)( ) 22 stEitEitff 禳轾轾 镲 镲 犏犏=- 睚 镲犏犏 臌臌镲铪 i = 1,2,3,4 （6-23） 2.4 四相相移键控四相相移键控QPSK 图图5 QPSK信号的星座图信号的星座图 2.4 四相相移键控四相相移键控QPSK l在加性高斯白噪声（在加性高斯白噪声（AWGN）信道中平均）信道中平均 比特差错概率为比特差错概率为 。

21、 b e,QPSK 0 2E pQ N 骣 = 桫 （6-24） 2.4 四相相移键控四相相移键控QPSK l当用矩形脉冲时 ， 当用矩形脉冲时 ， QESK信号可表示为信号可表示为 2.4 四相相移键控四相相移键控QPSK 图图6-6 QPSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度 2.4 四相相移键控四相相移键控QPSK 图图7 QPSK发射机的框图发射机的框图 2.4 四相相移键控四相相移键控QPSK 图图8 QPSK接收机框图接收机框图 2.5 交错交错QPSK（OQPSK） lQPSK调制信号具有恒包络特性 。
然而 ， 当调制信号具有恒包络特性 。
然而 ， 当 QPSK进行波形成型时 ， 它们将失去恒包络进行波形 。

22、成型时 ， 它们将失去恒包络 的性质 。
的性质 。
lOQPSK先对输入数据作串并变换 ， 再使其先对输入数据作串并变换 ， 再使其 错开半个输入码元间隔 ， 然后分别对两个错开半个输入码元间隔 ， 然后分别对两个 正交的载波进行正交的载波进行BPSK调制 ， 最后叠加成为调制 ， 最后叠加成为 OQPSK信号 。
它们的波形如图信号 。
它们的波形如图9所示 。
所示 。
6.2.5 交错交错QPSK（OQPSK） 图图9 OQPSK调制器中同相和正交支路时间交调制器中同相和正交支路时间交 错的波形图错的波形图 2.5 交错交错QPSK（OQPSK） lOQPSK信号一般可以写为信号一般可以写为 l使用矩形脉冲的使用矩形脉冲的QPSK信 。

23、号的功率谱密度可信号的功率谱密度可 以表示为以表示为 22 scscb OQPSKb cscb sin()sin() ( ) 2()() Eff Tff T pfE ff Tff T 骣骣 - 鼢珑 鼢= 珑 鼢 珑 鼢珑 -桫桫 （6-27） 2.6 pi/4四相相移键控四相相移键控QPSK l /4 QPSK相移调制是一种正交相移键控相移调制是一种正交相移键控 技术 ， 从最大相位跳变来看 ， 它是技术 ， 从最大相位跳变来看 ， 它是OQPSK 和和QPSK的折中 。
的折中 。
l它可以相干解调 ， 也可以非相干解调 ， 以它可以相干解调 ， 也可以非相干解调 ， 以 避免相干检测中相干载波的相位模糊问题 。
避免相干检测中相 。

24、干载波的相位模糊问题 。
l /4 QPSK调制是限制码元转换时刻相位调制是限制码元转换时刻相位 跳变量的另一种调制方式 。
跳变量的另一种调制方式 。
2.6 pi/4四相相移键控四相相移键控QPSK 图图10 /4 QPSK信号的星座图信号的星座图 2.6 pi/4四相相移键控四相相移键控QPSK 图图11 一般一般p/4QPSK的发射机框图的发射机框图 2.6 pi/4四相相移键控四相相移键控QPSK Ik = cosk = Ik?1cosk ? Qk?1sink （6-28） Qk = sink = Ik?1sink ? Qk?1cosk （6-29） 式中 k = k-1 + k （6-30 。

25、） k和k-1是第 k 个和 k?1 个码元的相位 。
相移k与输入码元 mI,k和 mQ,k有关 ， 见表 6-2 。
2.6 pi/4四相相移键控四相相移键控QPSK 表 6 -2 输入不同比特对时的载波相移 信号比特 ml,k ， mQ,k 11 01 00 10 相移k 4 3 4 3 4 - 4 - 2.6 pi/4四相相移键控四相相移键控QPSK 如同在 QPSK 调制器中那样 ，同相和正交比特流 Ik和 Qk被两个相互正交的载波分别 调制 ， 产生如下所示/4 QPSK 波形 ， 即 s/4 QPSK(t) = I(t)cosct?Q(t)sinct （6-31） 式中 11 ss ss 00 ( ) 。

26、()cos() 22 NN kk kk TT I tI p tkT p tkT - = =-=- 邋 （6-32） 11 ss ss 00 ( )()sin() 22 NN kk kk TT Q tQ p tkT p tkT - = =-=- 邋 （6-33） 为在解调/4 QPSK 信号时 ， 因为便于硬件实理 ， 经常使用差分检测技术 。
2.6 pi/4四相相移键控四相相移键控QPSK l如果如果 是第是第k个数据比特的相位 ， 个数据比特的相位 ，解调器中同相和正交支路两个低通滤波器解调器中同相和正交支路两个低通滤波器 的输出的输出wk和和zk可表示为可表示为 lwk = cos( k- ) （6- 。

27、34） lzk = sin( k- )（6-35） 1 tan k k k Q I f - 骣 = 桫 2.6 p/4四相相移键控四相相移键控QPSK 图图6-12 基带差分检测器的框图基带差分检测器的框图 2.6 p/4四相相移键控四相相移键控QPSK xk = wkwk-1 + zkzk-1（6-36） yk = zkwk1wkzk1（6-37） xk = cos( k )cos( k1 )+sin( k )sin( k 1 ) = cos( k k-1)（6-38） yk = sin( k )cos( k1 )cos( k )sin( k 1 ) = sin( k k-1)（6-39）。

28、2.6 p/4四相相移键控四相相移键控QPSK 10 00 k I k x s x = 0 00 k Q k y s y = （6-41） 2.6 pi/4四相相移键控四相相移键控QPSK 图图13 pi/4 QPSK的的IF差分检测器框图差分检测器框图 2.6 p/4四相相移键控四相相移键控QPSK 图图14 用用FM鉴频检测器解调鉴频检测器解调pi/4 QPSK的框图的框图 3 恒包络调制恒包络调制 l3.1 二进制频移键控二进制频移键控BFSK l3.2 最小频移键控最小频移键控MSK l3.3 高斯滤波最小频移键控高斯滤波最小频移键控GMSK 3.1 二进制频移键控二进制频移键控BFS 。

29、K l使用模拟信号调制的通信中 ， 调频和调相使用模拟信号调制的通信中 ， 调频和调相 信号的幅度是不变的 ， 通称为恒包络调制 。
信号的幅度是不变的 ， 通称为恒包络调制 。
l这种调制可用硬限幅的方法去除干扰引起这种调制可用硬限幅的方法去除干扰引起 的幅度变化 ， 具有效高的抗干扰性能 。
的幅度变化 ， 具有效高的抗干扰性能 。
l恒包络调制具有许多优点 ， 但它们占用的恒包络调制具有许多优点 ， 但它们占用的 带宽比线性调制大 。
带宽比线性调制大 。
3.1 二进制频移键控二进制频移键控BFSK b H1b b FSK b L2b b 2 cos(2)0(1) 2 cos(2)0(0) E f ttT T s E f ttT T。

30、+ = + 二进制数 二进制数 （6-42） bb FSKccf bb 22 ( )cos 2( )cos 22( )d l EE stf t tf tkm TT tt - 轾 =+=+犏 犏 臌 （6-43） 3.1 二进制频移键控二进制频移键控BFSK lFSK信号的传输带宽信号的传输带宽BT ， 由 ， 由Carson公式给公式给 出 ， 即出 ， 即 BT = 2 f + 2B （6-44） 3.1 二进制频移键控二进制频移键控BFSK 图图15 FSK信号的相干解调方框图信号的相干解调方框图 3.1 二进制频移键控二进制频移键控BFSK l下面公式给出相干下面公式给出相干FSK接收机的误码率为接收机 。

31、的误码率为 b e,FSK 0 E PQ N 骣 = 桫 （6-45） 3.1 二进制频移键控二进制频移键控BFSK 图图16 非相干非相干FSK接收机的方框图接收机的方框图 3.1 二进制频移键控二进制频移键控BFSK l使用非相干检测时使用非相干检测时FSK系统的平均误码率系统的平均误码率 为为 b e,FSK,NC 0 1 exp 22 E P N 骣 = 桫 （6-46） 3.2 最小频移键控最小频移键控MSK l连续相位调制（连续相位调制（Continuous Phase Modulation ， CPM） ， 它泛指载波相位以） ， 它泛指载波相位以 连续形式变化的一大类频率调制技术 。
连续形式 。

32、变化的一大类频率调制技术 。
l最小频移键控（最小频移键控（Minimum Shift Keying ，MSK）是一种特殊的连续相位的频移键控）是一种特殊的连续相位的频移键控 （Continuous Phase Frequency Shift Keying ， CPFSK） ， 其最大频移为比特率） ， 其最大频移为比特率 的的1/4 。
3.2 最小频移键控最小频移键控MSK (6-47) (6-48) k1(kTb) = k(k1)T (6-49) (6-50) MSKc ( )cos 2(1) ,0,1, 2 kk stf tu txkTtkT k T 轾 犏=+= 犏 臌 c ( )2 2 kkk t 。

33、f tu tx T f=+ 11 11 11b () 2 kkk kkkk kkk xuu xxuukT xkuuT - - - = =+-= 惫 3.2 最小频移键控最小频移键控MSK (6-51) (6-52) (6-53) (6-54) MSKcc ( )coscoscos(2)cossinsin(2) 22 kkk stxtf tuxtf t TT 骣骣 鼢珑 =-鼢 珑 鼢珑 桫桫 Ic ( )coscoscos(2) 2 k s txtf t T 骣 = 桫 Qc ( )cossinsin(2) 2 kk stuxtf t T 骣 = 桫 2 MSKc 2 222 c 8 cos2 。

34、() 116() T pff T ffT =- 轾 - 犏 臌 3.2 最小频移键控最小频移键控MSK 图图6-17 MSK信号的功率谱密度与信号的功率谱密度与QPSK信号、信号、 OQPSK信号相比较信号相比较 3.2 最小频移键控最小频移键控MSK 图图6-18 MSK调制器的方框图调制器的方框图 3.2 最小频移键控最小频移键控MSK 图图19 MSK信号相干解调电路的方框图信号相干解调电路的方框图 3.2 最小频移键控最小频移键控MSK 在时刻 t = 2lT ， l = 0,1,2,有 2 coscoscos 2 kk xtx T 骣 = 桫 （6-55） 在时刻 t = 2(l + 1 。

35、)T,l = 0,1,2 ， 有 2 cossincos 2 kkkk uxtux T 骣 = 桫 （6-56） 3.3 高斯滤波最小频移键控高斯滤波最小频移键控GMSK l 斯滤波最小移频键控（斯滤波最小移频键控（Gaussian Minimum Shift Keying ， GMSK）就是由）就是由MSK演变来的一演变来的一 种简单的二进制调制方法 。
种简单的二进制调制方法 。
l 在在GMSK中 ， 将调制的不归零（中 ， 将调制的不归零（NRZ）数据通过）数据通过 预调制高斯脉冲成型滤波器 ， 使其频谱上的旁瓣预调制高斯脉冲成型滤波器 ， 使其频谱上的旁瓣 水平进一步降低 。
水平进一步降低 。
l 基带的高斯脉冲成型 。

36、技术平滑了基带的高斯脉冲成型技术平滑了MSK信号的相位信号的相位 曲线 ， 因此使得发射频谱上的旁瓣水平大大降低 。
曲线 ， 因此使得发射频谱上的旁瓣水平大大降低 。
3.3 高斯滤波最小频移键控高斯滤波最小频移键控GMSK lGMSK预调制滤波器的脉冲响应如下给出预调制滤波器的脉冲响应如下给出 (6-57) l传输函数为传输函数为 HG( f )exp(a 2f 2 ) (6-58) l参数参数a与与B和和HG( f )的的3dB带宽有关 ， 即带宽有关 ， 即 (6-59) 2 2 G 2 ( )exphtt aa 骣 =- 桫 ln20.5887 2BB a= 3.3 高斯滤波最小频移键控高斯滤波最小频移键 。

37、控GMSK 图图20 GMSK信号的不同信号的不同BT值的射频功率谱值的射频功率谱 密度密度 3.3 高斯滤波最小频移键控高斯滤波最小频移键控GMSK 3.3 高斯滤波最小频移键控高斯滤波最小频移键控GMSK 图图21 采用直接采用直接FM构成的构成的GMSK发射机的框发射机的框 图图 3.3 高斯滤波最小频移键控高斯滤波最小频移键控GMSK 图图22 GMSK接收机方框图接收机方框图 *4 “线性线性”和和“恒包络恒包络”相结合的调制技相结合的调制技 术术 l基带数字信号可以通过基带数字信号可以通过RF载频进行恒包络载频进行恒包络 和相位（或频率）的改变来传输 。
和相位（或频率）的改变来传输 。
。

38、 l由于包络和相位（频率）有两个自由取值 ， 由于包络和相位（频率）有两个自由取值 ，这样调制技术可以将基带信号转换成这样调制技术可以将基带信号转换成4个自个自 由取值的或更多取值的调制信号 。
由取值的或更多取值的调制信号 。
l这样的调制技术称为这样的调制技术称为M进制调制 。
如果它的进制调制 。
如果它的 相位和幅度可以进一步改变的话 ， 它就可相位和幅度可以进一步改变的话 ， 它就可 以表示更多的信息 。
以表示更多的信息 。
*4 “线性线性”和和“恒包络恒包络”相结合的调制技相结合的调制技 术术 l在在M进制的信号安排中 ， 两个或更多的比特进制的信号安排中 ， 两个或更多的比特 位合成一组表示一个符号位 ， 每一可能的位 。

39、合成一组表示一个符号位 ， 每一可能的 符号位在一个时间周期内被发送出去 。
一符号位在一个时间周期内被发送出去 。
一 般来说 ， 般来说 ， M的取值为的取值为2的倍数 。
的倍数 。
l依据改变的是幅度、相位还是载波的频率 ， 依据改变的是幅度、相位还是载波的频率 ，把调制技术分为把调制技术分为MASK ， MFSK ， MFSK 。
能够同时改变幅度和相位的载波调制技术能够同时改变幅度和相位的载波调制技术 是现在活跃的研究领域 。
是现在活跃的研究领域 。
*4 “线性线性”和和“恒包络恒包络”相结合的调制技相结合的调制技 术术 lM维调制技术在带限信道传输中特别具有吸维调制技术在带限信道传输中特别具有吸 引力 ， 但由于定时抖动（引 。

40、力 ， 但由于定时抖动（Timming Jitter） 的影响限制了它的应用 。
的影响限制了它的应用 。
l星座图上由于相邻信号的偏差而使信号的星座图上由于相邻信号的偏差而使信号的 误码率增加 。
误码率增加 。
lM维调制技术是以牺牲功率来获得较高的带维调制技术是以牺牲功率来获得较高的带 宽效率 。
宽效率 。
*4 “线性线性”和和“恒包络恒包络”相结合的调制技相结合的调制技 术术 l4.1 M维相移键控（维相移键控（MPSK） l4.2 M维正交振幅调制（维正交振幅调制（QAM） l4.3 M维频移键控（维频移键控（MFSK） 4.1 M维相移键控（维相移键控（MPSK） l1MPSK调制方式概述调制方式概 。

41、述 l在在M维相移键控（维相移键控（MPSK）中 ， 载波频率承）中 ， 载波频率承 载有载有M个可能值 ， 个可能值 ，， 此处 ， 此处M为自然数 。
为自然数 。
调制波形表达如下：调制波形表达如下： (6-62) 2(1) i i M q - = s ics s 22 ( )cos 2(1)01,2, E s tf titTiM TM 骣 =+-= 桫 1MPSK调制方式概述调制方式概述 (6-63) (6-64) ss icc ss 2222 ( )cos (1)cos(2)sin (1)sin(2) EE s tif tif t TMTM 轾轾 犏犏- 犏犏 臌臌 MPSKs1s2 22 ( )cos ( 。

42、1)( )sin (1)( )stEitEit MM ff 禳轾轾 镲 镲 犏犏=- 睚 镲犏犏 臌臌镲铪 1MPSK调制方式概述调制方式概述 (6-65) (6-66) b e 0 2lb 2sin EM PQ NM 骣 骣 桫 桫 s e 0 4 2sin 2 E PQ NM 骣 骣 桫 桫 1MPSK调制方式概述调制方式概述 图图6-23 MPSK星座分布图（星座分布图（M=8） 2MPSK的功率谱分布的功率谱分布 lMPSK的功率谱密度（的功率谱密度（PSD）可以按照）可以按照 BPSK和和QPSK相同的方式来表示 。
相同的方式来表示 。
2MPSK的功率谱分布的功率谱分布 表 6 -4。

43、M P S K 的带宽和功率有效性 M 2 4 8 16 32 64 b B B R h= 0.5 1 1.5 2 2.5 3 b o E N (BER=10?6) 10.5 10.5 14 18.5 23.4 28.5 2MPSK的功率谱分布的功率谱分布 图图6-24 MPSK功率谱密度功率谱密度(M = 8 ， 16) 4.2 M维正交振幅调制（维正交振幅调制（QAM） lM维正交振幅调制（维正交振幅调制（QAM）信号的一般形）信号的一般形 式如下式表示：式如下式表示： minmin cc ss 22 ( )cos(2)sin(2) 01,2,3, iii EE s taf tbf t TT。

【数字|数字调制解调技术基础】44、tTiM =+ = （6-70） 4.2 M维正交振幅调制（维正交振幅调制（QAM） 图图6-25 16维维QAM星座图星座图 4.2 M维正交振幅调制（维正交振幅调制（QAM） 4.3 M维频移键控（维频移键控（MFSK） l在在MFSK调制中 ， 传输信号调制中 ， 传输信号si(t)定义如下定义如下 (6-77) s cs ss 2 ( )cos()01,2, T i E s tni ttTiM T 轾 犏 =+= 犏 臌 4.3 M维频移键控（维频移键控（MFSK） 表 6 -6 相关 M F S K 的带宽和功率有效性 M 2 4 8 16 32 64 b B B R h= 0.4 0.57 0.55 0.42 0.29 0.18 b 0 E N (BER=10?6) 13.5 10.80 9.30 8.20 7.50 6.90 。

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标题：数字|数字调制解调技术基础