移動(dòng)通信-第2講-調(diào)制解調(diào)

移動(dòng)通信第二講MobileCommunication2024/6/17第1頁目錄第1章概論(2)第2章調(diào)制解調(diào)第3章移動(dòng)信道的傳播特性(3)第4章抗衰落技術(shù)(1)第5章組網(wǎng)技術(shù)(4)第6章頻分多址(FDMA)模擬蜂窩網(wǎng)

第7章時(shí)分多址(TDMA)數(shù)字蜂窩網(wǎng)(4)第8章

碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)(一)(4)

第9章碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)(二)(1)第10章移動(dòng)通信的展望——個(gè)人通信(1)2024/6/172第二章調(diào)制解調(diào)2.1概述2.2數(shù)字頻率調(diào)制2.3數(shù)字相位調(diào)制2.4正交振幅調(diào)制2024/6/1732.1概述(1)移動(dòng)信道的特點(diǎn)帶寬有限：取決于可使用的頻率資源和信道的傳播特性。干擾和噪聲大：取決于移動(dòng)通信工作的電磁環(huán)境。多徑衰落2024/6/1742.1概述(2)幾個(gè)概念頻譜利用率（bps/Hz）：高頻譜利用率：帶寬窄，主瓣窄，副瓣幅度低?？垢蓴_（抗噪聲、抗多徑）：S/N大、誤碼率低。振幅和相位聯(lián)合調(diào)制（QAM）技術(shù)：另一類獲得迅速發(fā)展的新的數(shù)字調(diào)制技術(shù)。有方案建議在新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用。2024/6/1752.1概述(3)數(shù)字調(diào)制技術(shù)分類恒定包絡(luò)調(diào)制（非線性調(diào)制）：已調(diào)信號(hào)具有窄的功率譜，對(duì)設(shè)備放大器沒有線性要求。但其頻譜利用率相對(duì)線性調(diào)制較低。線性調(diào)制：要求通信設(shè)備從變頻,放大到發(fā)射的過程中保持充分的線性。線性調(diào)制具有較高的頻譜利用率，所以非常適合于在有限頻帶內(nèi)要求容納越來越多用戶的無線通訊系統(tǒng)。2024/6/1762.1概述(3)數(shù)字調(diào)制技術(shù)分類舉例：QPSK信號(hào)假定每個(gè)符號(hào)的包絡(luò)是矩形，即信號(hào)的包絡(luò)是恒定的，此時(shí)已調(diào)信號(hào)的頻譜是無限寬。然而實(shí)際信道總是限帶的，因此在發(fā)送QPSK信號(hào)時(shí)常常經(jīng)過帶通濾波.限帶后的QPSK信號(hào)已不能保持恒定包絡(luò)。相鄰符號(hào)間發(fā)生180℃相移時(shí)，經(jīng)限帶后會(huì)出現(xiàn)包絡(luò)為0的現(xiàn)象，如圖2.0所示。這種現(xiàn)象在非線性限帶信道中是特別不希望出現(xiàn)的，經(jīng)非線性放大器后,包絡(luò)中的起伏雖然可以減弱或消除，但與此同時(shí)卻使信號(hào)頻譜擴(kuò)展，其旁瓣將會(huì)干擾臨近頻道的信號(hào)，發(fā)送時(shí)的限帶濾波器將完全失去作用。2024/6/1772.1概述(3)數(shù)字調(diào)制技術(shù)分類舉例：QPSK信號(hào)圖2.0QPSK限帶前后的波形2024/6/1782.1概述(3)數(shù)字調(diào)制技術(shù)分類

恒定包絡(luò)調(diào)制（非線性調(diào)制）二進(jìn)制頻移鍵控（BFSK）最小頻移鍵控（MSK）高斯最小頻移鍵控（GMSK）2024/6/1792.1概述(3)數(shù)字調(diào)制技術(shù)分類線性調(diào)制二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）差分相移鍵控（DPSK）四相相移鍵控（QPSK）交錯(cuò)正交相移鍵控（OQPSK）π/4QPSK2024/6/17102.1概述(3)數(shù)字調(diào)制技術(shù)分類目前數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)（兩大類）一類是以GSM為代表的，采用非線性的連續(xù)相位調(diào)制CPM中的高斯濾波的最小頻移鍵控GMSK，它避開了線性要求，可使用效率高的C類功率放大器，大大降低了放大器的成本，但是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。2024/6/17112.1概述(3)數(shù)字調(diào)制技術(shù)分類目前數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)（兩大類）另一類屬于移項(xiàng)監(jiān)控PSK，它包括IS95中以及IMT-2000中采用的BPSK，QPSK，OQPSK，平衡四項(xiàng)擴(kuò)頻調(diào)制BQM以及復(fù)數(shù)四項(xiàng)擴(kuò)頻調(diào)制CQM等。這類調(diào)制在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻會(huì)產(chǎn)生相位躍變，并帶來頻譜擴(kuò)展，當(dāng)頻帶受限后又會(huì)出現(xiàn)幅度上的波動(dòng)。這類調(diào)制對(duì)線性度要求較高，高功放只能使用線性度高而價(jià)格高昂的A類放大器，但是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。2024/6/17122.1概述(3)數(shù)字調(diào)制技術(shù)分類目前數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)（兩大類）國際上，1986年以前線性高功率尚未取得突破性進(jìn)展，數(shù)字調(diào)制技術(shù)幾乎都集中在研究和實(shí)現(xiàn)連續(xù)相位調(diào)制CPM，特別是MSK和GMSK很受歡迎。1987年以后由于實(shí)用性線性高功放取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，并走向商業(yè)化，人們才開始將眼光轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)技術(shù)簡(jiǎn)單的QPSK系列。2024/6/17132.2數(shù)字頻率調(diào)制2.2.1頻移鍵控調(diào)制（FSK）2.2.2最小頻移鍵控（MSK）2.2.3高斯濾波的最小頻移鍵控（GMSK）2024/6/17142.2.1

頻移鍵控調(diào)制FSK是幅度恒定不變的、載波信號(hào)的頻率隨著調(diào)制信號(hào)兩個(gè)可能的信息狀態(tài)(1和0)而切換。FSK信號(hào)在相鄰比特之間可以出現(xiàn)連續(xù)相位或者不連續(xù)相位。(1)二進(jìn)制頻移鍵控的時(shí)域表示和波形(2)二進(jìn)制頻移鍵控的功率譜(3)二進(jìn)制頻移鍵控的實(shí)現(xiàn)(4)二進(jìn)制頻移鍵控的抗噪聲性能2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17152.2.1

頻移鍵控調(diào)制(1)二進(jìn)制頻移鍵控的時(shí)域表示和波形頻移鍵控：利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息?！?”對(duì)應(yīng)載波頻率f1，“0”對(duì)應(yīng)載波頻率f2。如同兩個(gè)不同頻率交替發(fā)送的ASK信號(hào)。時(shí)域表達(dá)式：2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17162.2.1

頻移鍵控調(diào)制(1)二進(jìn)制頻移鍵控的時(shí)域表示和波形2.2數(shù)字頻率調(diào)制最簡(jiǎn)單的g(t)為單個(gè)矩形脈沖，波形如圖2.1所示。2FSK信號(hào)的另一種表示：2024/6/17172.2.1

頻移鍵控調(diào)制(2)二進(jìn)制頻移鍵控的功率譜兩個(gè)載波的中心頻率：fc

=(f1+f2)/2兩個(gè)載波的頻差：Δf

=f2－f1調(diào)制指數(shù)/頻移指數(shù)：

Rs—數(shù)字基帶信號(hào)的速率2FSK信號(hào)的功率譜示意圖見圖2.2。2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17182.2.1

頻移鍵控調(diào)制(2)二進(jìn)制頻移鍵控的功率譜頻帶寬度：B2FSK

≈2BB+│f2－f1│

BB—基帶信號(hào)帶寬。（二進(jìn)制頻移鍵控已調(diào)信號(hào)可以看成是兩個(gè)不同載頻的幅度鍵控已調(diào)信號(hào)之和）工程上一般取：h=0.7/h=0.52.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17192.2.1

頻移鍵控調(diào)制(2)二進(jìn)制頻移鍵控的功率譜2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17202.2.1

頻移鍵控調(diào)制(3)二進(jìn)制頻移鍵控的實(shí)現(xiàn)①2FSK信號(hào)的產(chǎn)生可以采用模擬調(diào)頻電路實(shí)現(xiàn)，也可以采用數(shù)字鍵控的方法實(shí)現(xiàn)。2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17212.2.1

頻移鍵控調(diào)制(3)二進(jìn)制頻移鍵控的實(shí)現(xiàn)②2FSK信號(hào)的解調(diào)FSK信號(hào)可以看作是用兩個(gè)頻率交替?zhèn)鬏數(shù)玫降?，所以FSK接收機(jī)由兩個(gè)并聯(lián)的ASK接收機(jī)組成。非相干接收機(jī)相干接收機(jī)其它解調(diào)方法，例如過零檢測(cè)法。2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17222.2.1

頻移鍵控調(diào)制(3)二進(jìn)制頻移鍵控的實(shí)現(xiàn)②2FSK信號(hào)的解調(diào)2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17232.2.1

頻移鍵控調(diào)制(3)二進(jìn)制頻移鍵控的實(shí)現(xiàn)②2FSK信號(hào)的解調(diào)2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17242.2.1

頻移鍵控調(diào)制(3)二進(jìn)制頻移鍵控的實(shí)現(xiàn)②2FSK信號(hào)的解調(diào)2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17252.2.1

頻移鍵控調(diào)制(3)二進(jìn)制頻移鍵控的實(shí)現(xiàn)②2FSK信號(hào)的解調(diào)2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17262.2.1

頻移鍵控調(diào)制(4)二進(jìn)制頻移鍵控的抗噪聲性能

2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17272.2.2最小頻移鍵控

(1)最小頻移鍵控的概念(2)最小頻移鍵控的相位變化特性(3)最小頻移鍵控的實(shí)現(xiàn)(4)最小頻移鍵控的功率譜2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17282.2.2最小頻移鍵控

(1)最小頻移鍵控的概念相位躍變引起相位對(duì)時(shí)間的變化率（角頻率）很大，這樣就會(huì)使信號(hào)功率譜擴(kuò)展，旁瓣增大，對(duì)相鄰頻道的信號(hào)形成干擾。為了使信號(hào)功率盡可能集中于主瓣內(nèi)，主瓣之外的功率譜衰減的速度較快，信號(hào)的相位就不能突變。相位與時(shí)間的關(guān)系曲線應(yīng)是平滑的。2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17292.2.2最小頻移鍵控

(1)最小頻移鍵控的概念如果FSK兩路信號(hào)s1(t)和s2(t)滿足正交條件：的最小頻差；并且滿足FSK信號(hào)的相位連續(xù)：調(diào)制指數(shù)為：2.2數(shù)字頻率調(diào)制參見：《現(xiàn)代通信原理》曹志剛清華大學(xué)出版社2024/6/17302.2.2最小頻移鍵控

(1)最小頻移鍵控的概念MSK信號(hào)在第k個(gè)碼元的波形可表示為：其中：xk是為了保持相位連續(xù)加入的相位常量。

2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17312.2.2最小頻移鍵控

(1)最小頻移鍵控的概念為了構(gòu)成調(diào)制解調(diào)器，將該信號(hào)正交展開：2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17322.2.2最小頻移鍵控

(1)最小頻移鍵控的概念由上式可見，只要用基帶波形：對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制就可得到MSK第k個(gè)碼元信號(hào)。

2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17332.2.2最小頻移鍵控

(2)最小頻移鍵控的相位變化特性在每個(gè)比特間隔內(nèi)載波相位變化+π/2或－π/2；累積相位φ(t)在每比特結(jié)束時(shí)必定為π/2的整數(shù)倍；φ(t)的軌跡是一條連續(xù)的折線。2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17342.2.2最小頻移鍵控

(2)最小頻移鍵控的相位變化特性載波相位變化在一個(gè)

碼元交換點(diǎn)連續(xù)：A信號(hào)碼元在時(shí)間上錯(cuò)開了Tb秒。2.2數(shù)字頻率調(diào)制圖2.2.8MSK的相位軌跡2024/6/17352.2.2最小頻移鍵控

(2)最小頻移鍵控的相位變化特性2.2數(shù)字頻率調(diào)制圖2.2.9MSK的輸入數(shù)據(jù)與各支路數(shù)據(jù)及基帶波形的關(guān)系2024/6/17362.2.2最小頻移鍵控

(3)最小頻移鍵控的實(shí)現(xiàn)根據(jù)式(2-38)或(2-38*)，MSK調(diào)制器和解調(diào)器示于圖2.2.10和圖2.2.12。2.2數(shù)字頻率調(diào)制圖2.10MSK調(diào)制器框圖2024/6/17372.2.2最小頻移鍵控

(3)最小頻移鍵控的實(shí)現(xiàn)2.2數(shù)字頻率調(diào)制圖2.2.12MSK相干解調(diào)框圖2024/6/17382.2.2最小頻移鍵控

(4)最小頻移鍵控的功率譜2.2數(shù)字頻率調(diào)制圖2.2.11MSK信號(hào)的功率譜2024/6/17392.2.2最小頻移鍵控

(4)最小頻移鍵控的功率譜具有較寬主瓣，第一個(gè)零點(diǎn)出現(xiàn)在0.75(f–fc

)Tb處，頻譜利用率仍低于QPSK;旁瓣衰減速率快，[(f–fc)Tb]－4

，對(duì)相鄰頻道干擾較小。與FSK性能相比，由于各支路的實(shí)際碼元寬度為2Tb，其對(duì)應(yīng)的低通濾波器帶寬減少為原帶寬的1/2，從而使MSK的輸出信噪比提高了一倍。誤碼率：Pe=2Ps(1－Ps)2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17402.2.3高斯濾波的最小頻移鍵控

(1)為什么要采用GMSK調(diào)制(2)GMSK調(diào)制定義(3)對(duì)預(yù)調(diào)濾波器的要求(4)高斯預(yù)調(diào)制濾波器(5)GMSK的相位軌跡(6)GMSK的功率譜(7)GMSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17412.2.3高斯濾波的最小頻移鍵控

(1)為什么要采用GMSK調(diào)制?MSK信號(hào)已具有較好的特點(diǎn)頻譜和誤比特率特性，但在一些通信場(chǎng)合，如移動(dòng)通信中，MSK所占頻帶仍較寬；MSK頻譜的帶外衰減仍不夠快。在25kHz信道間隔內(nèi)傳輸16kb/s的數(shù)字信號(hào)時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生臨道干擾。在移動(dòng)通信中采用高速率傳送時(shí)，要求有更緊湊的功率譜（比如要求帶外輻射低于－60～－80db).因此需要進(jìn)一步壓縮帶寬。2.2數(shù)字頻率調(diào)制為什么？2024/6/17422.2.3高斯濾波的最小頻移鍵控

(2)GMSK調(diào)制定義GMSK調(diào)制：以MSK為基礎(chǔ)，在其前面引入一個(gè)預(yù)調(diào)濾波器（高斯低通濾波器），通過改變高斯濾波器的帶寬，對(duì)已調(diào)信號(hào)的頻譜進(jìn)行控制。用這種方法可以做到在25kHz的信道間隔中傳輸16kb/s的數(shù)字信號(hào)時(shí)，臨道輻射功率低于－70dB～－60dB，并保持較好的誤碼性能。歐洲和中國的GSM系統(tǒng)就是采用這種調(diào)制方式。2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17432.2.3高斯濾波的最小頻移鍵控

(3)對(duì)預(yù)調(diào)濾波器的要求帶寬窄，且應(yīng)具有良好的截止特性；為防止FM調(diào)制器的瞬時(shí)頻偏過大，濾波器應(yīng)具有較低的過沖脈沖響應(yīng)；為便于進(jìn)行相干解調(diào)，要求保持濾波器輸出脈沖面積不變。2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17442.2.3高斯濾波的最小頻移鍵控

(4)高斯預(yù)調(diào)制濾波器GMSK低通濾波器的沖擊響應(yīng)為:2.2數(shù)字頻率調(diào)制Tb—矩形脈沖寬度2024/6/17452.2.3高斯濾波的最小頻移鍵控

(4)高斯預(yù)調(diào)制濾波器2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17462.2.3高斯濾波的最小頻移鍵控

(5)GMSK的相位軌跡

通過可控的碼間干擾平滑了相位路徑。消除了相位轉(zhuǎn)折點(diǎn)。2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17472.2.3高斯濾波的最小頻移鍵控

(6)GMSK的功率譜2.2數(shù)字頻率調(diào)制隨BbTb的減小,功率譜衰減明顯加快。對(duì)于GSM系統(tǒng)，BbTb=0.3時(shí)即可滿足(f－fc)Tb=1.5時(shí)功率譜密度低于60db的要求。2024/6/17482.2.3高斯濾波的最小頻移鍵控

(7)GMSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)用硬件實(shí)現(xiàn)以上沖激相應(yīng)的高斯低通濾波器是很困難的，可用軟件輔助實(shí)現(xiàn)。先將GMSK信號(hào)正交展開，如(2-48)式，分別算出I支路和Q支路兩張數(shù)據(jù)表，存于ROM中，再根據(jù)輸入數(shù)據(jù)地址讀出ROM數(shù)據(jù),經(jīng)正交調(diào)制合成，就能由波形存儲(chǔ)正交調(diào)制法產(chǎn)生GMSK信號(hào)。2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17492.2.3高斯濾波的最小頻移鍵控

(7)GMSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)GMSK信號(hào)的解調(diào)可以用MSK一樣的正交相干解調(diào)電路。在相干解調(diào)中最為重要的是相干載波的提取，這在移動(dòng)通信的環(huán)境中是比較困難的。通常采用查分解調(diào)和鑒頻器解調(diào)等非相干解調(diào)，例如一比特差分檢測(cè)和二比特延遲查分檢測(cè)。2.2數(shù)字頻率調(diào)制2024/6/17502.3數(shù)字相位調(diào)制

2.3.1相移鍵控調(diào)制（PSKorBPSK）2.3.2四相相移鍵控調(diào)制（QPSK）2.3.3交錯(cuò)OQPSK2.3.3π/4-DQPSK調(diào)制2024/6/17512.3.1相移鍵控調(diào)制PhaseShiftKeying線性調(diào)制技術(shù)幅度恒定的載波信號(hào)的相位，隨著兩個(gè)二進(jìn)制信號(hào)1,0的改變而在0和π之間跳變。2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17522.3.1相移鍵控調(diào)制(1)PSK信號(hào)的定義(2)PSK信號(hào)解調(diào)(3)PSK的誤碼率2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17532.3.1相移鍵控調(diào)制(1)PSK信號(hào)的定義輸入比特流為：PSK信號(hào)形式：2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17542.3.1相移鍵控調(diào)制(1)PSK信號(hào)的定義還可寫為：當(dāng)an=＋1時(shí)，其相位θ為0；當(dāng)an=－1時(shí)，其相位θ為

。2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17552.3.1相移鍵控調(diào)制(2)PSK信號(hào)解調(diào)可用相干解調(diào)和非相干解調(diào)相干(同步)解調(diào)：要求在接收機(jī)端知道載波的相位和頻率。2.3數(shù)字相位調(diào)制圖2.3.1PSK的解調(diào)框圖(a)相干解調(diào)2024/6/17562.3.1相移鍵控調(diào)制(2)PSK信號(hào)解調(diào)可用相干解調(diào)和非相干解調(diào)差分相干解調(diào)：

不需要在接收端有相干參考信號(hào)，接收機(jī)容易制造而且便宜。2.3數(shù)字相位調(diào)制圖2.3.2PSK的解調(diào)框圖(b)差分相干解調(diào)2024/6/17572.3.1相移鍵控調(diào)制(3)PSK的誤碼率輸入為窄帶高斯噪聲：均值為0，方差為σ2n輸入信號(hào)幅度為±1相干解調(diào)的誤碼率：2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17582.3.1相移鍵控調(diào)制(3)PSK的誤碼率差分相干解調(diào)的誤碼率：在相同的誤碼率情況下，PSK所需SNR比FSK低3db。2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17592.3.2四相相移鍵控調(diào)制（QuadraturePSK）也稱四進(jìn)制相移鍵控調(diào)制BPSK二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制，對(duì)應(yīng)于載波相位差180°的兩個(gè)相位。為了提高頻譜利用率，提出四進(jìn)制相移鍵控（QPSK）。

2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17602.3.2四相相移鍵控調(diào)制(1)QPSK工作原理(2)QPSK的數(shù)學(xué)表示(3)QPSK的星座圖(4)QPSK與BPSK的比較2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17612.3.2四相相移鍵控調(diào)制(1)QPSK工作原理在一個(gè)調(diào)制符中傳送兩個(gè)比特，QPSK的帶寬效率比BPSK高兩倍。載波的相位為四個(gè)間隔相等的值，如：2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17622.3.2四相相移鍵控調(diào)制(2)QPSK的數(shù)學(xué)表示

令g(t)為寬度Ts的脈沖，QPSK信號(hào)可以寫成：

式中，ak

為基帶信號(hào)為相鄰信號(hào)的相位間隔2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17632.3.2四相相移鍵控調(diào)制(2)QPSK的數(shù)學(xué)表示用三角展開：2.3數(shù)字相位調(diào)制QPSK信號(hào)實(shí)際是兩個(gè)互為正交的BPSK信號(hào)的合成。信號(hào)中含有四種不同的θk值，與四進(jìn)制數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)。I支路Q支路2024/6/17642.3.2四相相移鍵控調(diào)制(3)QPSK的星座圖為將輸入二進(jìn)制信號(hào)變換為四進(jìn)制數(shù)，把每?jī)蓚€(gè)比特分成一組，共有四種組合：2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17652.3.2四相相移鍵控調(diào)制(3)QPSK的星座圖基于這種表示，QPSK信號(hào)可用有四個(gè)點(diǎn)的二維星座圖表示：2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17662.3.2四相相移鍵控調(diào)制(1)QPSK工作原理2.3數(shù)字相位調(diào)制先將輸入數(shù)據(jù)作串并變換，即將二進(jìn)制數(shù)據(jù)2比特分為一組，共四種組合,每組又有同相I分量和正交Q分量，用它們分別對(duì)兩個(gè)正交的載波進(jìn)行BPSK調(diào)制。最后再疊加成QPSK信號(hào)。原理如圖2.24。2024/6/17672.3.2四相相移鍵控調(diào)制(4)QPSK與BPSK的比較QPSK的碼長(zhǎng)比BPSK的增加一倍，故它的頻帶可減少至BPSK的一半。即：QPSK與在單位頻帶內(nèi)的信息速率可比BPSK時(shí)的提高一倍。如果QPSK與BPSK的碼元速率相同時(shí)，則QPSK的信息速率是BPSK的二倍。參見《通信原理教程》，樊昌信，P.1522.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17682.3.3交錯(cuò)正交相移鍵控交錯(cuò)QPSK

(OffsetQPSK):(1)為什么要用OQPSK？在QPSK調(diào)制中，I支路和Q支路信號(hào)的相位跳變?cè)诿縏s=2Tb

同時(shí)發(fā)生，此時(shí)如果I支路和Q支路信號(hào)的值都改變，將發(fā)生180°的最大相移，參見圖2.25。這會(huì)導(dǎo)致信號(hào)包絡(luò)在瞬間通過零點(diǎn)。任何一種在過零點(diǎn)的硬限幅或非線性放大，將集聚高頻能量，帶來旁瓣再生和頻譜擴(kuò)展。但移動(dòng)信道總是有限帶寬，其旁瓣將會(huì)干擾鄰近頻道.2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17692.3.3交錯(cuò)正交相移鍵控(2)OQPSK的定義將OQPSK信號(hào)的：偶比特流：Ak=cosθk

g(t－kTs)奇比特流：Bk=sinθk

g(t－kTs)Ts=2Tb錯(cuò)開一個(gè)比特（半個(gè)符號(hào)期),即每Tb秒跳變一次。其波形圖如圖2.3.3所示：2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17702.3.3交錯(cuò)正交相移鍵控(2)OQPSK的定義OQPSK調(diào)制器中同相I和正交Q支路時(shí)間交錯(cuò)波形圖：2.3數(shù)字相位調(diào)制圖2.3.3OQPSK交錯(cuò)波形2024/6/17712.3.3交錯(cuò)正交相移鍵控(2)OQPSK的定義這樣，SI(t)和SQ(t)的跳變瞬時(shí)被錯(cuò)開了，比特跳變每TB秒發(fā)生一次。因此通過更頻繁的轉(zhuǎn)換相位，在任意給定時(shí)刻，OQPSK信號(hào)最大相移限制在±90°。消除了QPSK信號(hào)的±180°相位跳變。所以，旁瓣低于QPSK。參見圖2.3.4、圖2.3.52.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17722.3.3交錯(cuò)正交相移鍵控(2)OQPSK的定義2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17732.3.4π/4-DQPSK調(diào)制(1)為什么要用-DQPSK信號(hào)？QPSK和OQPSK的缺點(diǎn)：QPSK具有180°的相位變化，經(jīng)過非線性傳輸后會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的頻譜擴(kuò)散；OQPSK很難采用差分相干解調(diào)。-DQPSK信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)：綜合了QPSK和OQPSK的特點(diǎn)，既沒有180°的相位跳變，又可以方便地采用差分相干解調(diào)，已應(yīng)用于北美和日本的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17742.3.4π/4-DQPSK調(diào)制(2)-DQPSK信號(hào)定義由把碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻的相位突跳限于或，已調(diào)信號(hào)的相位均勻分割為相隔

的8個(gè)相位點(diǎn)，并將它分為兩組，分別用“紅色”和“綠色”表示，使已調(diào)信號(hào)的相位在“紅色”組和“綠色”組之間交替地跳變，這樣相位跳變就只可能有

和的4種取值。由此，信號(hào)的頻譜特性也得到了改善。2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17752.3.4π/4-DQPSK調(diào)制(2)-DQPSK信號(hào)定義2.3數(shù)字相位調(diào)制2024/6/17762.3.4π/4-DQPSK調(diào)制(3)-DQPSK的誤比特率2.3數(shù)字相位調(diào)制