無(wú)線調(diào)制與編碼第四章課件

第四章調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)§4.1調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)§4.2調(diào)制器§4.3相干解調(diào)器§4.4非相干解調(diào)器§4.5同步《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉第四章調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)§4.1調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)《返回〈上頁(yè)1§4.0引言

●調(diào)制解調(diào)器合稱modem

●

解調(diào)往往比調(diào)制復(fù)雜困難得多

●基于軟件無(wú)線電全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)

●多媒體業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)字終端的數(shù)據(jù)吐率、BER及延時(shí)要求●調(diào)制技術(shù)線性非線性

●解制技術(shù)相干和非相干同步《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉§4.0引言《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉2§4.1modem結(jié)構(gòu)1.一般結(jié)構(gòu)此部分在現(xiàn)代系統(tǒng)中通常用DSP實(shí)現(xiàn)§4.1modem結(jié)構(gòu)此部分在現(xiàn)代系統(tǒng)中通常用DSP實(shí)現(xiàn)3●

modem在(數(shù)字)用戶接口和(模擬)射頻子系統(tǒng)間提供基本鏈路●相干解調(diào)器要求再生參考載波，故須包含載波恢復(fù)單元●modem在(數(shù)字)用戶接口和(模擬)射4§4.2調(diào)制器1.線性調(diào)制就是一乘法器：給出正炫載波與基帶數(shù)據(jù)的乘積，通?；鶐?shù)據(jù)要經(jīng)奈奎斯特濾波●對(duì)BPSK為實(shí)數(shù)乘法器；對(duì)其它線性調(diào)制為復(fù)數(shù)乘法●乘法器實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)模擬乘法器微波器件、有源半導(dǎo)體現(xiàn)代全數(shù)字DSP

§4.2調(diào)制器52.非線性調(diào)制

原理上：VCO調(diào)頻，但很難保證調(diào)制指數(shù)精度實(shí)際中：1)

MSK調(diào)制器線性調(diào)制器－I/Q調(diào)制器2.非線性調(diào)制62)

GMSK調(diào)制器兩種方法●幅度調(diào)制脈沖（AMP)分解法將GMSK信號(hào)分解為兩種類似高斯波形的脈沖分別調(diào)制同相和正交載波后所得信號(hào)之和如圖4－3●相位調(diào)制法直接產(chǎn)生所需相位軌跡

如圖4－4

2)GMSK調(diào)制器7圖4.3用AMP分解法產(chǎn)生GMSK信號(hào)由兩個(gè)信號(hào)脈沖序列（虛線）合成同相分量（實(shí)線）同相分量合成所得的近似信號(hào)（實(shí)線）與精確信號(hào)比較（虛線）（注x軸每個(gè)刻度對(duì)應(yīng)兩個(gè)單位，或一個(gè)符號(hào)周期圖4.3用AMP分解法產(chǎn)生8圖4.4用直接相位法產(chǎn)生GMSK信號(hào)1高斯濾波2積分，頻率轉(zhuǎn)相位3由相位產(chǎn)生同相和正交分量圖4.4用直接相位法產(chǎn)生GM9§4.3相干解調(diào)器1.相干解調(diào)器概念使用原始信號(hào)相位相干復(fù)制品，既同頻又同相，進(jìn)行工作

●能充分利用接收信號(hào)中的信息，得到最佳或最大似然解調(diào)2.一般原理

§4.3相干解調(diào)器10●框圖★整個(gè)結(jié)構(gòu)為匹配于已調(diào)信號(hào)的濾波器★I/Q解調(diào)器●框圖★整個(gè)結(jié)構(gòu)為匹配于已調(diào)信號(hào)的濾波器11●信號(hào)波形●信號(hào)波形12●分析●分析13§4.4非相干解調(diào)器

1.基本概念

●相干解調(diào)可獲得絕對(duì)相位，而非相干不能，須采用別的手段來(lái)估計(jì)傳輸符號(hào)

●僅由幅度信息來(lái)估計(jì)被傳信息是不夠的現(xiàn)代調(diào)制不采用幅移鍵控

●非相干解調(diào)器使用兩類信息：瞬時(shí)頻率和相對(duì)相位

●限幅鑒頻器差分解調(diào)器均可用于各種調(diào)制恒包絡(luò)調(diào)制常用限幅鑒頻解調(diào)器§4.4非相干解調(diào)器14

●

非相干解調(diào)屬于次最優(yōu)解調(diào)由于缺化乏絕對(duì)相位信息比相干解調(diào)差1dB以上

●

對(duì)信道損傷更強(qiáng)壯瑞利衰落本振相位噪聲受無(wú)線通信親睞

●非相干解調(diào)屬于次最優(yōu)解調(diào)15§4.4.1包絡(luò)檢波器1.二極管檢波器●

簡(jiǎn)單模擬電路●

波形§4.4.1包絡(luò)檢波器●簡(jiǎn)單模擬電路●波形162.理想包絡(luò)檢波器★本質(zhì)上是一個(gè)I/Q解調(diào)器，而后取I/Q分量平方和的開(kāi)方，即得所需包絡(luò)★包絡(luò)檢波器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方式

2.理想包絡(luò)檢波器★本質(zhì)上是一個(gè)I/Q解調(diào)器，173.BER性能

●輸出統(tǒng)計(jì)特性數(shù)據(jù)0，僅有噪聲，輸出幅度服從瑞利分布數(shù)據(jù)1，信號(hào)噪聲均有，輸出幅度服從萊斯分布

其中為0階修正的貝塞爾函數(shù)3.BER性能其中為0階修正的貝塞爾函數(shù)18

●最佳檢測(cè)門(mén)限概率分布的交點(diǎn)，一般并不是在0和1電平的中點(diǎn)隨著信噪比增加，趨于為方便，取該固定值●誤比特率計(jì)算

●最佳檢測(cè)門(mén)限19數(shù)值上，第一項(xiàng)起主導(dǎo)作用，即

《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉數(shù)值上，第一項(xiàng)起主導(dǎo)作用，即《20

●BER曲線及與相干解調(diào)的比較圖4.8非相干ASKBER(a)與相干解調(diào)(b)比較 ★非相干比相干惡化1～3dB★若根據(jù)實(shí)際信噪比選擇最佳門(mén)限，非相干性能會(huì)好于上述結(jié)果●BER曲線及與相干解調(diào)的比較圖4.8非相干21§4.4.2限幅鑒頻解調(diào)器1.鑒頻器1）

特性輸出電壓正比于輸入信號(hào)的瞬時(shí)頻率2）

電路圖4.9模擬FM鑒頻器 兩個(gè)調(diào)諧電路(一個(gè)調(diào)諧頻率略高于載波,一個(gè)略低于載波）后跟一對(duì)包絡(luò)檢波器,輸出為檢出的幅度之差，在載波頻率處輸出為0?！衲MFM鑒頻器§4.4.2限幅鑒頻解調(diào)器圖4.9模擬FM鑒頻器 22●基于PLL的鑒頻器圖4.10用于FM鑒頻器的鎖相環(huán) PD相位監(jiān)測(cè)器VCO輸入電壓正比于輸入頻率3)

全數(shù)字實(shí)現(xiàn)●數(shù)學(xué)描述

其中為接收信號(hào)的相位●基于PLL的鑒頻器圖4.1023無(wú)線調(diào)制與編碼第四章課件24●數(shù)字實(shí)現(xiàn)圖4.11限幅鑒頻器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)●數(shù)字實(shí)現(xiàn)圖4.11限幅鑒頻器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)252.基于限幅鑒頻器的非相干解調(diào)1）頻移鍵控?cái)?shù)據(jù)可直接從解調(diào)信號(hào)中提取2）相移鍵控線性調(diào)制須在鑒頻器后接積分器（在一個(gè)符號(hào)間隔內(nèi)積分），這樣得到的輸出將正比于一個(gè)符號(hào)到下一個(gè)符號(hào)的相位變化

2.基于限幅鑒頻器的非相干解調(diào)26§4.4.3差分解調(diào)器1.原理用前一個(gè)符號(hào)作為當(dāng)前符號(hào)的相位參考2.實(shí)現(xiàn)

●

DBPSK§4.4.3差分解調(diào)器27●多于兩個(gè)相位的DPSKI/Q解調(diào)器3.相對(duì)相移鍵控因解調(diào)器對(duì)相位差而非對(duì)絕對(duì)相位響應(yīng)，故采用相移鍵控方案時(shí)，發(fā)端須進(jìn)行相對(duì)相移鍵控★

乘法器為復(fù)數(shù)乘法器，本碼元復(fù)數(shù)一碼元的復(fù)共扼相乘●多于兩個(gè)相位的DPSK3.相對(duì)相移鍵控★乘法器為復(fù)284.DPSK 的BER

●數(shù)學(xué)推導(dǎo)設(shè)接受到的第k個(gè)符號(hào)（以復(fù)數(shù)形式表示）為其中為相對(duì)于本地振蕩器的載波相位（未知）判決變量為4.DPSK 的BER其中為相對(duì)于本地振蕩29第一項(xiàng)為信號(hào)項(xiàng)，第二、三項(xiàng)為不相關(guān)的高斯噪聲項(xiàng)，方差均為，第四項(xiàng)與第二、三項(xiàng)潛在相關(guān)，但在感音區(qū)興趣的信噪比范圍，其很小，可忽略●結(jié)論

由上可看出，總噪聲功率是相干解調(diào)時(shí)的2倍，所以預(yù)估其性能下降3dB5.DBPSKBER

●

表達(dá)式第一項(xiàng)為信號(hào)項(xiàng)，第二、三項(xiàng)為不相關(guān)的高斯30●

曲線圖4.13BER曲線(a)相干BPSK/QPSK(b)非相干DBPSK(c)非相干DQPSK(精確)(d)近似DQPSK★與ASK時(shí)一樣，低BER時(shí)，非相干DPSK比相干

BPSK惡化小于1dB，而非相干DQPSK比相干

QPSK約2.3dB，十分接近近似值3dB●曲線圖4.13BER曲線(a)相干BPSK/QP316.基于差分解調(diào)器的非相干解調(diào)

1）頻移鍵控

●

MSK相位變化以門(mén)限0對(duì)乘法器輸出的虛部進(jìn)行判決，即可直接得到判決數(shù)據(jù)6.基于差分解調(diào)器的非相干解調(diào)32

●

GMSK由于預(yù)濾波引入ISI，相位變化不再為，這將大大減小差分解調(diào)器輸出圖4.14GMSK眼圖，時(shí)間帶寬積0.3采用1比特延遲差分解調(diào)器采用2比特延遲差分解調(diào)器●GMSK圖4.14GMSK眼圖，時(shí)間帶寬積033

★

ISI影響比相干解調(diào)時(shí)要嚴(yán)重得多，性能惡化可超過(guò)6dB★采用2比特差分解調(diào)可減小惡化量如圖4－14(b)眼圖展開(kāi)變大，然而不再對(duì)稱，所以最優(yōu)判決門(mén)限不再為0，為解得原始數(shù)據(jù)需要較復(fù)則雜的解碼器

2）相對(duì)相移鍵控直接得到相位差★ISI影響比相干解調(diào)時(shí)要嚴(yán)重得多，性能惡2）34§4.4.4濾波-包絡(luò)檢測(cè)器1.FSK解調(diào)方法相干解調(diào)非相干解調(diào)限幅-鑒頻差分

濾波-包絡(luò)檢測(cè)

2.濾波-包絡(luò)檢測(cè)器

帶通濾波器中心頻率實(shí)現(xiàn)匹配濾波

二進(jìn)制有兩個(gè)濾波器M進(jìn)制有m個(gè)濾波器§4.4.4濾波-包絡(luò)檢測(cè)器二進(jìn)制有兩個(gè)濾波器353.解調(diào)過(guò)程分析傳輸信號(hào)匹配與“1”信號(hào)的濾波器對(duì)于“1”和“0”信號(hào)的輸出3.解調(diào)過(guò)程分析匹配與“1”信號(hào)的濾波器對(duì)于“1”和“0”36無(wú)噪聲時(shí)無(wú)噪聲時(shí)37同樣地，匹配與“0”信號(hào)的濾波器對(duì)于“0”和“1”信號(hào)的輸出為性能最佳，應(yīng)有同樣地，匹配與“0”信號(hào)的濾波器對(duì)于“0”和“1”信號(hào)的輸38★相干解調(diào)時(shí)，h僅需為0.5的整數(shù)倍濾波-包絡(luò)非相干解調(diào)時(shí)，h需為非零整數(shù)使其不像別的FSK解調(diào)器應(yīng)用那么廣泛4.誤碼性能

h為非零整數(shù)，所選包絡(luò)檢測(cè)器輸出（如傳1時(shí)為）服從賴斯分布，而沒(méi)選檢測(cè)器的輸出服從瑞利分布★相干解調(diào)時(shí)，h僅需為0.5的整數(shù)倍4.誤碼性能392.3.3π/4－DQPSK《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉1.問(wèn)題的提出調(diào)制方式頻譜效率相位最大跳變幅度解調(diào)旁瓣衰減速率QPSK高相干慢OQPSK高相干快2.3.3π/4－DQPSK《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉1.40●OQPSK盡管頻譜得到了改善，但仍須用相干解調(diào)●希望尋找一種調(diào)制系統(tǒng)，既能改善QPSK頻譜,2.π/4－DQPSK1）概念即相位跳變最大值小于，同時(shí)又能采用相干解調(diào)的相位編碼規(guī)則●《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉●OQPSK盡管頻譜得到了改善，但仍須用相干2.π/41輸入碼組載波相位11-11-1-11-1的相位編碼規(guī)則《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉輸入碼組載波相位11-11-1-11-1的相位編碼規(guī)則《返回42●π/4－DQPSK是一種差分相位調(diào)制系統(tǒng)的相位編碼規(guī)相位編碼規(guī)則可由則得出的相位編碼規(guī)則●《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉●π/4－DQPSK是一種差分相位調(diào)制系統(tǒng)的相位編碼規(guī)相位43輸入碼組載波相位變化11-11-1-11-1的相位編碼規(guī)則《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉輸入碼組載波相位11-11-1-11-1的相位編碼規(guī)則《返回442）特點(diǎn)●相位特性:◆屬差分（相對(duì)）相位調(diào)制系統(tǒng)，因而可采用非相干解調(diào)方法，以避免相干檢測(cè)中的相干載波提取困難及相位模糊問(wèn)題。◆最大相位跳變幅度為3π/4，優(yōu)于QPSK，比OQPSK稍差。從而改善了QPSK那樣180°相位突跳而產(chǎn)生的100%包絡(luò)起伏。從而在通過(guò)帶限非線性信道時(shí)，頻譜擴(kuò)散不嚴(yán)重。《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉2）特點(diǎn)●相位特性:《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉453)調(diào)制原理《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉3)調(diào)制原理《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉46《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉47輸入碼組載波相位變化11-11-1-11-1《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉輸入碼組載波相位變化11-11-1-11-1《返回〈上頁(yè)48《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉●串/并信號(hào)變換LPFLPF《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉●串/并信號(hào)變換LPFLPF49

12345678

1,1-1,11,-1-1,11,1-1,-11,1-1,-1

1-11-11-11-1

11-111-11-1

-1

0

-1

0

0

-1

0

1

《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉12345650五電平信號(hào)、《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉五電平信號(hào)、《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉514)星座圖《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉4)星座圖《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉525)相位轉(zhuǎn)移（跳變）圖●度為已調(diào)載波相位跳變的最大幅《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉5)相位轉(zhuǎn)移（跳變）圖●度為已調(diào)載波相位跳變的最大幅《536)檢測(cè)相干解調(diào)差分檢測(cè)鑒頻

●基帶差分檢測(cè)

框圖本地載波只需同頻，不需同相《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉6)檢測(cè)相干解調(diào)差分檢測(cè)鑒頻●基54

原理同相支路正交支路《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉

原理同相支路正交支路《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉55解碼電路運(yùn)算規(guī)則《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉解碼電路運(yùn)算規(guī)則《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉56

●中頻差分檢測(cè)

框圖《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉●中頻差分檢測(cè)

框圖《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉57

原理同相支路正交支路《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉

原理同相支路正交支路《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉58

●鑒頻器檢測(cè)

框圖

原理《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉●鑒頻器檢測(cè)

框圖

原理《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉597)π/4－DQPSK性能

●頻譜特性

發(fā)射機(jī)中功率放大器的負(fù)反饋對(duì)改善頻譜特性有顯著效果《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉7)π/4－DQPSK性能●頻譜特性發(fā)射機(jī)中功率60無(wú)線調(diào)制與編碼第四章課件61第四章調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)§4.1調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)§4.2調(diào)制器§4.3相干解調(diào)器§4.4非相干解調(diào)器§4.5同步《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉第四章調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)§4.1調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)《返回〈上頁(yè)62§4.0引言

●調(diào)制解調(diào)器合稱modem

●

解調(diào)往往比調(diào)制復(fù)雜困難得多

●基于軟件無(wú)線電全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)

●多媒體業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)字終端的數(shù)據(jù)吐率、BER及延時(shí)要求●調(diào)制技術(shù)線性非線性

●解制技術(shù)相干和非相干同步《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉§4.0引言《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉63§4.1modem結(jié)構(gòu)1.一般結(jié)構(gòu)此部分在現(xiàn)代系統(tǒng)中通常用DSP實(shí)現(xiàn)§4.1modem結(jié)構(gòu)此部分在現(xiàn)代系統(tǒng)中通常用DSP實(shí)現(xiàn)64●

modem在(數(shù)字)用戶接口和(模擬)射頻子系統(tǒng)間提供基本鏈路●相干解調(diào)器要求再生參考載波，故須包含載波恢復(fù)單元●modem在(數(shù)字)用戶接口和(模擬)射65§4.2調(diào)制器1.線性調(diào)制就是一乘法器：給出正炫載波與基帶數(shù)據(jù)的乘積，通?；鶐?shù)據(jù)要經(jīng)奈奎斯特濾波●對(duì)BPSK為實(shí)數(shù)乘法器；對(duì)其它線性調(diào)制為復(fù)數(shù)乘法●乘法器實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)模擬乘法器微波器件、有源半導(dǎo)體現(xiàn)代全數(shù)字DSP

§4.2調(diào)制器662.非線性調(diào)制

原理上：VCO調(diào)頻，但很難保證調(diào)制指數(shù)精度實(shí)際中：1)

MSK調(diào)制器線性調(diào)制器－I/Q調(diào)制器2.非線性調(diào)制672)

GMSK調(diào)制器兩種方法●幅度調(diào)制脈沖（AMP)分解法將GMSK信號(hào)分解為兩種類似高斯波形的脈沖分別調(diào)制同相和正交載波后所得信號(hào)之和如圖4－3●相位調(diào)制法直接產(chǎn)生所需相位軌跡

如圖4－4

2)GMSK調(diào)制器68圖4.3用AMP分解法產(chǎn)生GMSK信號(hào)由兩個(gè)信號(hào)脈沖序列（虛線）合成同相分量（實(shí)線）同相分量合成所得的近似信號(hào)（實(shí)線）與精確信號(hào)比較（虛線）（注x軸每個(gè)刻度對(duì)應(yīng)兩個(gè)單位，或一個(gè)符號(hào)周期圖4.3用AMP分解法產(chǎn)生69圖4.4用直接相位法產(chǎn)生GMSK信號(hào)1高斯濾波2積分，頻率轉(zhuǎn)相位3由相位產(chǎn)生同相和正交分量圖4.4用直接相位法產(chǎn)生GM70§4.3相干解調(diào)器1.相干解調(diào)器概念使用原始信號(hào)相位相干復(fù)制品，既同頻又同相，進(jìn)行工作

●能充分利用接收信號(hào)中的信息，得到最佳或最大似然解調(diào)2.一般原理

§4.3相干解調(diào)器71●框圖★整個(gè)結(jié)構(gòu)為匹配于已調(diào)信號(hào)的濾波器★I/Q解調(diào)器●框圖★整個(gè)結(jié)構(gòu)為匹配于已調(diào)信號(hào)的濾波器72●信號(hào)波形●信號(hào)波形73●分析●分析74§4.4非相干解調(diào)器

1.基本概念

●相干解調(diào)可獲得絕對(duì)相位，而非相干不能，須采用別的手段來(lái)估計(jì)傳輸符號(hào)

●僅由幅度信息來(lái)估計(jì)被傳信息是不夠的現(xiàn)代調(diào)制不采用幅移鍵控

●非相干解調(diào)器使用兩類信息：瞬時(shí)頻率和相對(duì)相位

●限幅鑒頻器差分解調(diào)器均可用于各種調(diào)制恒包絡(luò)調(diào)制常用限幅鑒頻解調(diào)器§4.4非相干解調(diào)器75

●

非相干解調(diào)屬于次最優(yōu)解調(diào)由于缺化乏絕對(duì)相位信息比相干解調(diào)差1dB以上

●

對(duì)信道損傷更強(qiáng)壯瑞利衰落本振相位噪聲受無(wú)線通信親睞

●非相干解調(diào)屬于次最優(yōu)解調(diào)76§4.4.1包絡(luò)檢波器1.二極管檢波器●

簡(jiǎn)單模擬電路●

波形§4.4.1包絡(luò)檢波器●簡(jiǎn)單模擬電路●波形772.理想包絡(luò)檢波器★本質(zhì)上是一個(gè)I/Q解調(diào)器，而后取I/Q分量平方和的開(kāi)方，即得所需包絡(luò)★包絡(luò)檢波器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方式

2.理想包絡(luò)檢波器★本質(zhì)上是一個(gè)I/Q解調(diào)器，783.BER性能

●輸出統(tǒng)計(jì)特性數(shù)據(jù)0，僅有噪聲，輸出幅度服從瑞利分布數(shù)據(jù)1，信號(hào)噪聲均有，輸出幅度服從萊斯分布

其中為0階修正的貝塞爾函數(shù)3.BER性能其中為0階修正的貝塞爾函數(shù)79

●最佳檢測(cè)門(mén)限概率分布的交點(diǎn)，一般并不是在0和1電平的中點(diǎn)隨著信噪比增加，趨于為方便，取該固定值●誤比特率計(jì)算

●最佳檢測(cè)門(mén)限80數(shù)值上，第一項(xiàng)起主導(dǎo)作用，即

《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉數(shù)值上，第一項(xiàng)起主導(dǎo)作用，即《81

●BER曲線及與相干解調(diào)的比較圖4.8非相干ASKBER(a)與相干解調(diào)(b)比較 ★非相干比相干惡化1～3dB★若根據(jù)實(shí)際信噪比選擇最佳門(mén)限，非相干性能會(huì)好于上述結(jié)果●BER曲線及與相干解調(diào)的比較圖4.8非相干82§4.4.2限幅鑒頻解調(diào)器1.鑒頻器1）

特性輸出電壓正比于輸入信號(hào)的瞬時(shí)頻率2）

電路圖4.9模擬FM鑒頻器 兩個(gè)調(diào)諧電路(一個(gè)調(diào)諧頻率略高于載波,一個(gè)略低于載波）后跟一對(duì)包絡(luò)檢波器,輸出為檢出的幅度之差，在載波頻率處輸出為0?！衲MFM鑒頻器§4.4.2限幅鑒頻解調(diào)器圖4.9模擬FM鑒頻器 83●基于PLL的鑒頻器圖4.10用于FM鑒頻器的鎖相環(huán) PD相位監(jiān)測(cè)器VCO輸入電壓正比于輸入頻率3)

全數(shù)字實(shí)現(xiàn)●數(shù)學(xué)描述

其中為接收信號(hào)的相位●基于PLL的鑒頻器圖4.1084無(wú)線調(diào)制與編碼第四章課件85●數(shù)字實(shí)現(xiàn)圖4.11限幅鑒頻器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)●數(shù)字實(shí)現(xiàn)圖4.11限幅鑒頻器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)862.基于限幅鑒頻器的非相干解調(diào)1）頻移鍵控?cái)?shù)據(jù)可直接從解調(diào)信號(hào)中提取2）相移鍵控線性調(diào)制須在鑒頻器后接積分器（在一個(gè)符號(hào)間隔內(nèi)積分），這樣得到的輸出將正比于一個(gè)符號(hào)到下一個(gè)符號(hào)的相位變化

2.基于限幅鑒頻器的非相干解調(diào)87§4.4.3差分解調(diào)器1.原理用前一個(gè)符號(hào)作為當(dāng)前符號(hào)的相位參考2.實(shí)現(xiàn)

●

DBPSK§4.4.3差分解調(diào)器88●多于兩個(gè)相位的DPSKI/Q解調(diào)器3.相對(duì)相移鍵控因解調(diào)器對(duì)相位差而非對(duì)絕對(duì)相位響應(yīng)，故采用相移鍵控方案時(shí)，發(fā)端須進(jìn)行相對(duì)相移鍵控★

乘法器為復(fù)數(shù)乘法器，本碼元復(fù)數(shù)一碼元的復(fù)共扼相乘●多于兩個(gè)相位的DPSK3.相對(duì)相移鍵控★乘法器為復(fù)894.DPSK 的BER

●數(shù)學(xué)推導(dǎo)設(shè)接受到的第k個(gè)符號(hào)（以復(fù)數(shù)形式表示）為其中為相對(duì)于本地振蕩器的載波相位（未知）判決變量為4.DPSK 的BER其中為相對(duì)于本地振蕩90第一項(xiàng)為信號(hào)項(xiàng)，第二、三項(xiàng)為不相關(guān)的高斯噪聲項(xiàng)，方差均為，第四項(xiàng)與第二、三項(xiàng)潛在相關(guān)，但在感音區(qū)興趣的信噪比范圍，其很小，可忽略●結(jié)論

由上可看出，總噪聲功率是相干解調(diào)時(shí)的2倍，所以預(yù)估其性能下降3dB5.DBPSKBER

●

表達(dá)式第一項(xiàng)為信號(hào)項(xiàng)，第二、三項(xiàng)為不相關(guān)的高斯91●

曲線圖4.13BER曲線(a)相干BPSK/QPSK(b)非相干DBPSK(c)非相干DQPSK(精確)(d)近似DQPSK★與ASK時(shí)一樣，低BER時(shí)，非相干DPSK比相干

BPSK惡化小于1dB，而非相干DQPSK比相干

QPSK約2.3dB，十分接近近似值3dB●曲線圖4.13BER曲線(a)相干BPSK/QP926.基于差分解調(diào)器的非相干解調(diào)

1）頻移鍵控

●

MSK相位變化以門(mén)限0對(duì)乘法器輸出的虛部進(jìn)行判決，即可直接得到判決數(shù)據(jù)6.基于差分解調(diào)器的非相干解調(diào)93

●

GMSK由于預(yù)濾波引入ISI，相位變化不再為，這將大大減小差分解調(diào)器輸出圖4.14GMSK眼圖，時(shí)間帶寬積0.3采用1比特延遲差分解調(diào)器采用2比特延遲差分解調(diào)器●GMSK圖4.14GMSK眼圖，時(shí)間帶寬積094

★

ISI影響比相干解調(diào)時(shí)要嚴(yán)重得多，性能惡化可超過(guò)6dB★采用2比特差分解調(diào)可減小惡化量如圖4－14(b)眼圖展開(kāi)變大，然而不再對(duì)稱，所以最優(yōu)判決門(mén)限不再為0，為解得原始數(shù)據(jù)需要較復(fù)則雜的解碼器

2）相對(duì)相移鍵控直接得到相位差★ISI影響比相干解調(diào)時(shí)要嚴(yán)重得多，性能惡2）95§4.4.4濾波-包絡(luò)檢測(cè)器1.FSK解調(diào)方法相干解調(diào)非相干解調(diào)限幅-鑒頻差分

濾波-包絡(luò)檢測(cè)

2.濾波-包絡(luò)檢測(cè)器

帶通濾波器中心頻率實(shí)現(xiàn)匹配濾波

二進(jìn)制有兩個(gè)濾波器M進(jìn)制有m個(gè)濾波器§4.4.4濾波-包絡(luò)檢測(cè)器二進(jìn)制有兩個(gè)濾波器963.解調(diào)過(guò)程分析傳輸信號(hào)匹配與“1”信號(hào)的濾波器對(duì)于“1”和“0”信號(hào)的輸出3.解調(diào)過(guò)程分析匹配與“1”信號(hào)的濾波器對(duì)于“1”和“0”97無(wú)噪聲時(shí)無(wú)噪聲時(shí)98同樣地，匹配與“0”信號(hào)的濾波器對(duì)于“0”和“1”信號(hào)的輸出為性能最佳，應(yīng)有同樣地，匹配與“0”信號(hào)的濾波器對(duì)于“0”和“1”信號(hào)的輸99★相干解調(diào)時(shí)，h僅需為0.5的整數(shù)倍濾波-包絡(luò)非相干解調(diào)時(shí)，h需為非零整數(shù)使其不像別的FSK解調(diào)器應(yīng)用那么廣泛4.誤碼性能

h為非零整數(shù)，所選包絡(luò)檢測(cè)器輸出（如傳1時(shí)為）服從賴斯分布，而沒(méi)選檢測(cè)器的輸出服從瑞利分布★相干解調(diào)時(shí)，h僅需為0.5的整數(shù)倍4.誤碼性能1002.3.3π/4－DQPSK《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉1.問(wèn)題的提出調(diào)制方式頻譜效率相位最大跳變幅度解調(diào)旁瓣衰減速率QPSK高相干慢OQPSK高相干快2.3.3π/4－DQPSK《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉1.101●OQPSK盡管頻譜得到了改善，但仍須用相干解調(diào)●希望尋找一種調(diào)制系統(tǒng)，既能改善QPSK頻譜,2.π/4－DQPSK1）概念即相位跳變最大值小于，同時(shí)又能采用相干解調(diào)的相位編碼規(guī)則●《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉●OQPSK盡管頻譜得到了改善，但仍須用相干2.π/102輸入碼組載波相位11-11-1-11-1的相位編碼規(guī)則《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉輸入碼組載波相位11-11-1-11-1的相位編碼規(guī)則《返回103●π/4－DQPSK是一種差分相位調(diào)制系統(tǒng)的相位編碼規(guī)相位編碼規(guī)則可由則得出的相位編碼規(guī)則●《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉●π/4－DQPSK是一種差分相位調(diào)制系統(tǒng)的相位編碼規(guī)相位104輸入碼組載波相位變化11-11-1-11-1的相位編碼規(guī)則《返回〈上頁(yè)下頁(yè)〉輸入碼組載波相位11-11-1-11-1的相位編碼規(guī)則《返回1052）特點(diǎn)●相位特性:◆屬差分（相對(duì)）相位調(diào)制系統(tǒng)，因而可采用非相干解調(diào)方法，以避免相干