1、第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 2.1 2.1 概述概述2.22.2數(shù)字頻率調(diào)制數(shù)字頻率調(diào)制2.32.3數(shù)字相位調(diào)制數(shù)字相位調(diào)制2.42.4平滑調(diào)頻和通用平滑調(diào)頻平滑調(diào)頻和通用平滑調(diào)頻2.52.5正交振幅調(diào)制正交振幅調(diào)制第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 知識點 移動通信中的幾種數(shù)字調(diào)制方式 難點 各種調(diào)制信號的調(diào)制、解調(diào)方法 幾種主要調(diào)制方式的性能比較 要求掌握： MSK和GMSK調(diào)制方式及特點 數(shù)字相位調(diào)制幾種方式的比較了解： 幾種調(diào)制信號的頻譜特性 TFM、GTFM和QAM調(diào)制方式第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 2.1

2、概概 述述 數(shù)字調(diào)制是為了使在信道上傳送的信號特性與信道特性相匹配的一種技術。就話音業(yè)務而言，經(jīng)過話音編碼所得到的數(shù)字信號必須經(jīng)過調(diào)制才能實際傳輸。在無線通信系統(tǒng)中是利用載波來攜帶話音編碼信號，即利用話音編碼后的數(shù)字信號對載波進行調(diào)制，當載波的頻率按照數(shù)字信號“1”、“0”變化而對應地變化，這稱為移頻鍵控（FSK）；相應地，若載波相位按照數(shù)字信號“1”、“0”變化而對應地變化則稱之為移相鍵控（PSK）；若載波的振幅按照數(shù)字信號“1”、“0”變化而相應地變化，則稱之為振幅鍵控（ASK）。然而通常的FSK在頻率轉(zhuǎn)換點上的相位一般并不連續(xù)，這會使載波信號的功率譜產(chǎn)生較大的旁瓣分量。為克服這一缺點，一

3、些專家先后提出了一些改進的調(diào)制方式，其中有代表性的調(diào)制方式是最小移頻鍵控（MSK）和高斯預濾波最小移頻鍵控（GMSK） 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 移動通信必須占有一定的頻帶，然而可供使用的頻率資源卻非常有限。因此，在移動通信中，有效地利用頻率資源是至關重要的。為了提高頻率資源的利用率，除了采用頻率再利用技術外，通過改善調(diào)制技術而提高頻譜利用率也是我們必須慎重考慮的一個問題。鑒于移動通信的傳播條件極其惡劣，衰落會導致接收信號電平急劇變化，移動通信中的干擾問題也特別嚴重，除鄰道干擾外，還有同頻道干擾和互調(diào)干擾，所以移動通信中的數(shù)字調(diào)制技術必須具有優(yōu)良的頻譜特性和抗干擾

4、、抗衰落性能。目前在數(shù)字移動通信系統(tǒng)中廣泛使用的調(diào)制技術目前在數(shù)字移動通信系統(tǒng)中廣泛使用的調(diào)制技術 1.連續(xù)相位調(diào)制技術 這種調(diào)制技術的射頻已調(diào)波信號具有確定的相位關系而且包絡恒定，故也稱為恒包絡調(diào)制技術。它具有頻譜旁瓣分量低，誤碼性能好，可以使用高效率的C類功率放大器等特點。 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 屬于這一類的調(diào)制技術有平滑調(diào)頻（TFM）、最小移頻鍵控（MSK）和高斯預濾波最小移頻鍵控（GMSK）。其中高斯預濾波最小移頻鍵控（GMSK）的頻譜旁瓣低，頻譜利用率高，而其誤碼性能與差分移相鍵控（DPSK）差不多，因而得到了廣泛的應用 2.線性調(diào)制技術 包括二相移

5、相鍵控（BPSK）、四相移相鍵控（QPSK）和正交振幅調(diào)制(QAM)等。這類調(diào)制技術頻譜利用率較高但對調(diào)制器和功率放大器的線性要求非常高，因此設計難度和成本較高。近年來，由于放大器設計技術的發(fā)展，可設計制造高效實用的線性放大器，才使得線性調(diào)制技術在移動通信中得到實際應用。 上述兩類調(diào)制技術在數(shù)字移動通信中都有應用，歐洲的 GSM系統(tǒng)采用的是GMSK技術；而美國和日本的數(shù)字移動通信系統(tǒng)則采用了QPSK調(diào)制技術。 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 2.2 數(shù)字頻率調(diào)制數(shù)字頻率調(diào)制2.2.1 移頻鍵控（移頻鍵控（FSK）調(diào)制）調(diào)制 1.基本原理用基帶數(shù)據(jù)信號控制載波頻率，稱為移

6、頻鍵控（FSK），二進制移頻鍵控記為2FSK。2FSK信號便是0符號對應于載頻1，1符號對應于載頻2（12）的已調(diào)波形，而且1與2 之間的改變是瞬時完成的。根據(jù)前后碼元的載波相位是否連續(xù)，分為相位不連續(xù)的移頻鍵控和相位連續(xù)的移頻鍵控。2FSK調(diào)制的實現(xiàn)非常簡單，一般采用鍵控法，即利用受矩形脈沖序列控制的開關電路對兩個不同的獨立頻率源進行選通。2FSK信號的產(chǎn)生方法和波形如圖2.1所示。 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 1100f1f1f2f2數(shù)據(jù)波形(b) 2FSK信號波形載波f2載波f1ss(t)eo(t)(a) 2FSK信號的產(chǎn)生方法圖2.1 2FSK信號的產(chǎn)生方法

7、和波形 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 根據(jù)以上對2FSK信號的產(chǎn)生原理的分析，已調(diào)信號的數(shù)學表達式可以表示為 )cos( )()cos()()(21nnsnnnsnotnTtgatnTtgate(2.1) 式中，g(t)為單個矩形脈沖，脈寬為Ts： ）概率為（，概率為，P11 P0na(2.2) 是的反碼，若0，則1；若1，則0，于是 P1P10概率為，）概率為（，na(2.3)第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 n、n分別是第n個信號碼元的初相位。令g(t)的頻譜為G(),an取1和0的概率相等，則e0(t)的功率譜表達式為()(161)(2)1

8、21ffGffGffPs)()()0(161112ffffGfs)()(1612222ffGffGfs)()()0(1612222ffffGfs(2.4) 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 第一、二項表示FSK信號功率譜的一部分由g(t)的功率譜從0搬移到f1，并在f1處有載頻分量；第三、四項表示FSK信號功率譜的另一部分由g(t)的功率譜從0搬移到f2，并在f2處有載頻分量。FSK信號的功率譜如圖2.2所示。可以看到，如果（f2-f1）小于fs(fs1/Ts)，則功率譜將會變?yōu)閱畏濉SK信號的帶寬約為 sfffB212圖2.2 FSK信號的功率譜Ps( f )f0=（

9、f1+f2）2f2 f1f1 fsf1f0f2f2 fso第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 2.2FSK信號的解調(diào)方法FSK信號的解調(diào)方法有包絡檢波法、相干解調(diào)法和非相干解調(diào)法等。相位連續(xù)時可以采用鑒頻器解調(diào)。包絡檢波法是收端采用兩個帶通濾波器，其中心頻率分別為f1和f2，其輸出經(jīng)過包絡檢波。如果f1支路的包絡強于f2支路，則判為“1”；反之則判為“0”。非相干解調(diào)時，輸入信號分別經(jīng)過對cos1t和cos2t匹配的兩個匹配濾波器，其輸出再經(jīng)過包絡檢波和比較判決。如果f1支路的包絡強于f2支路，則判為“1”；反之則判為“0”。相干解調(diào)的原理框圖如圖2.3。2.2.2 最小頻

10、移鍵控（最小頻移鍵控（MSK）調(diào)制）調(diào)制 1.最小頻移鍵控調(diào)制原理（1）問題的引入 在實際應用中，有時要求發(fā)送信號具有包絡恒定、高頻分量較小的特點 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 圖2.3 2FSK相干解調(diào)第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 移相鍵控信號PSK(4PSK、8PSK)的缺點之一是，沒能從根本上消除在碼元轉(zhuǎn)換處的載波相位突變，使系統(tǒng)產(chǎn)生強的旁瓣功率分量，造成對鄰近波道的干擾；若將此信號通過帶限系統(tǒng)，由于旁瓣的濾除而產(chǎn)生信號包絡起伏變化，為了不失真?zhèn)鬏敚瑢π诺赖木€性特性要求就過于苛刻。 兩個獨立信源產(chǎn)生的2FSK信號，一般來說在頻率轉(zhuǎn)換處相

11、位不連續(xù)，同樣使功率譜產(chǎn)生很強的旁瓣分量，若通過帶限系統(tǒng)也會產(chǎn)生包絡起伏變化。 OQPSK雖然消除了QPSK信號中的180相位突變，但也沒能從根本上解決消除信號包絡起伏變化的問題。 為了克服以上缺點，需控制相位的連續(xù)性，這種形式的數(shù) 字頻率調(diào)制方式，稱之為相位連續(xù)變化的(恒定包絡)頻移鍵控(CPFSK)。其一特例為最小(調(diào)制指數(shù))頻移鍵控（MSK）。每個碼元持續(xù)時間Ts內(nèi)，頻率恰好引起/2相移變化，而相位本身的變化是連續(xù)的。 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 （2）MSK信號 MSK信號可表示為)2cos()(kskcMSKtTattSskTtsTk) 1( （2.5）

12、式中： 為載頻； 為頻偏；為第k個碼元中的相位常數(shù)。而 為第k個碼元的相位常數(shù)。而 為第k個碼元的數(shù)據(jù)，分別表示二進制信息1和0，當ak+1時，信號頻率cskTa2k11ka2f)2(21scT=當ak-1時，信號頻率k第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 1f)2(21scT=最小頻差（最大頻偏）： sTfff2112（2.6） 即最小頻差等于碼元速率的一半設1/Tsfs，則調(diào)制指數(shù) 2121sssTTffh第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 （3）第k個碼元期間內(nèi)相位變化)(tkkskTta2=skTtsTk) 1( （2.7） 根據(jù)相位連續(xù)條件，要求

13、在tkTs時刻滿足)(1skkT)(skkT=（2.8） 即： ksskksskTkTaTkTa2211（2.9） 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 可得： k2)(11kaakkk=（2.10） 取k0；則式（2.10）k2)(10aa 22)(21aa 23)(32aa 2)(1kaakk=+例如： 33200111111543210kkak第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 這里的k不是每個碼元相位變化的終了值，而是線性變化的截距由式（2.5）知 MSKS)0(2cosskcTat=（2.11） 式中，ak1；(0)0 式（2.11）說明，每個信

14、息比特間隔（Ts）內(nèi)載波相位變化為/2；而k(t)-(0)隨 t 的變化規(guī)律，如圖2.4所示。 圖中正斜率直線表示傳“1”碼時的相位軌跡，負斜率直線表示傳“0”碼時的相位軌跡，這種由相位軌跡構(gòu)成的圖形稱為相位網(wǎng)格圖(phase trellis)。在每一碼元時間內(nèi)，相對于前一碼元載波相位不是增加/2，就是減少/2，因此累計相位k(t)在每碼元結(jié)束時必定為/2的整倍數(shù)，在Ts的奇數(shù)倍時刻相位為/2的奇數(shù)倍，在Ts的偶數(shù)倍時刻相位為/2的偶數(shù)倍。 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 圖2.4 MSK的相位網(wǎng)格圖 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 （4）MSK

15、調(diào)制器 圖2.5 MSK調(diào)制器原理框圖第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 MSK調(diào)制器的工作過程為： 對輸入二進制數(shù)據(jù)信號進行差分編碼經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換，分成相互交錯一個碼元寬度的兩路信號Ik和Qk用加權(quán)函數(shù)cos (t/2Ts)和sin (t/2Ts)分別對兩路數(shù)據(jù)信號Ik 和Qk進行加權(quán)加權(quán)后的兩路信號再分別對正交載波cosct和sinct進行調(diào)制將所得到的兩路已調(diào)信號相加，通過帶通濾波器，就得到MSK 信號 MSK解調(diào)，可用相干、非相干兩種方式 (5) MSK信號特點 已調(diào)信號振幅是恒定的。信號頻率偏移嚴格符合1/4Ts，相位調(diào)制指數(shù)h1/2以載波相位為基準的信號相位，在一

16、個碼元期間內(nèi)準確地按線性變化/2第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 在一個碼元(Ts)期間內(nèi)，信號應是四分之一載波周期的整 數(shù)倍 碼元轉(zhuǎn)換時刻，信號的相位是連續(xù)的，即信號波形無突變 2.2.3 2.2.3 高斯最小移頻鍵控（高斯最小移頻鍵控（GMSK）調(diào)制）調(diào)制 MSK是二電平矩形基帶信號進行調(diào)頻得到的，MSK信號在任一碼元間隔內(nèi)，其相位變化(增加或減小)為/2，而在碼元轉(zhuǎn)換時刻保持相位是連續(xù)的。但MSK信號相位變化是折線，在碼元轉(zhuǎn)換時刻產(chǎn)生尖角，從而使其頻譜特性的旁瓣滾降不快，帶外輻射還相對較大。參見圖2.7及圖2.8。 圖2.6 GMSK調(diào)制器 第二章第二章 移動通信中

17、的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 圖2.7 MSK類信號的相位轉(zhuǎn)移軌跡 圖2.8 MSK信號的功率譜密度-60-50-40-30-20-1001.02.03.04.0 （ f fc） TbMSKOPSK功率譜密度/dB第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 為了解決這一問題，可將數(shù)字基帶信號先經(jīng)過一個高斯濾波器整形(預濾波)，得到平滑后的某種新的波形；之后再進行調(diào)頻，可得到良好的頻譜特性，調(diào)制指數(shù)仍為0.5。 由于高斯濾波器G(f)的沖激響應g(t)仍是高斯函數(shù)，并且g(t)的導數(shù)在(-，+)都是連續(xù)的。將高斯波形進行調(diào)頻，就可使功率譜高頻分量滾降變快。因此，將輸入端接有高斯低通

18、濾波器的MSK調(diào)制器稱為高斯濾波最小移頻鍵控(GMSK)。圖2.6為GMSK調(diào)制器的原理圖。GMSK信號的產(chǎn)生可用簡單的高斯低通濾波器及FM調(diào)制器來實現(xiàn)。GMSK信號的解調(diào)可采用正交相干解調(diào)，也可采用鑒相器或差分檢測器。2.2.4 MSK類調(diào)制的性能比較類調(diào)制的性能比較 1.已調(diào)信號的相位轉(zhuǎn)移軌跡第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 圖2.7給出了MSK類信號的相位轉(zhuǎn)移軌跡，它包括MSK、SFSK(正弦移頻鍵控)、TFM和GMSK。由圖可見，MSK信號在碼元轉(zhuǎn)換的時刻，雖然相位是連續(xù)的，但其相位轉(zhuǎn)移軌跡呈鋸齒狀；TFM信號的相位最為平滑，因此而得名平滑調(diào)頻；GMSK信號的相位

19、轉(zhuǎn)移軌跡也比較平滑，所以，它的頻譜特性要比MSK好得多，也優(yōu)于SFBK。 2.已調(diào)信號的頻譜 對數(shù)字移動通信來說，調(diào)制方式的主要性能要求是節(jié)約頻帶和減少差錯概率。因此，要求調(diào)制信號的能量集中在頻譜主瓣內(nèi)，旁瓣的功率要小，且滾降要快。圖2.8示出了MSK、GMSK與QPSK和DQPSK的功率譜。圖中Bb為高斯濾波器的3dB帶寬，Tb為碼元寬度，參變量BbTb稱為高斯濾波器的3dB歸一化帶寬。由圖可見，BbTb越小頻譜越集中。BbTb+時的GMSK就是MSK，它的主瓣寬于QPSK/DQPSK，但帶外高頻滾降要快一些。至于GMSK，滾降 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 特性大

20、為改善。若信道帶寬為25kHz，數(shù)據(jù)速率為16kbit/s，當取BbTb0.25時，帶外輻射功率可比總功率小60dB。 在GSM系統(tǒng)中所使用的調(diào)制是BbTb0.25的GMSK技術，其調(diào)制速率是270.833kbit/s，使用的是Viterbi(維特比)算法進行的解調(diào)。3.誤碼率 (1)MSK相干解調(diào) 021NEerfcPbb（2.12） (2)GMSK第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 0min221NderfcPb（2.13） 式中，dmin是傳號信號與空號信號的最小距離。 圖2.9為MSK與GMSK的比特差錯概率。圖中fD是參變量，表示衰落速度。從圖中可以看出，在瑞利衰

21、落信道環(huán)境下，MSK的性能優(yōu)于GMSK。若與QPSK類信號相比較（如圖2.10所示），MSK與QPSK的比特差錯率相同。在瑞利衰落環(huán)境下，/4-QPSK的性能優(yōu)于GMSK。 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 圖2.9 MSK信號的比特差錯概率第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 圖2.10 QPSK類信號的比特差錯概率第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 2.3 數(shù)字相位調(diào)制數(shù)字相位調(diào)制 2.3.1 2.3.1 絕對移相鍵控（絕對移相鍵控（BPSKBPSK）和相對移相鍵控（）和相對移相鍵控（DPSKDPSK）調(diào)制）調(diào)制BPSK就是絕對移

22、相鍵控、亦即二相移相鍵控。DPSK則是差分移相鍵控，亦稱相對移相鍵控。BPSK和DPSK都是二相制即用二進制數(shù)字信號來控制載波的相位 0tt01011001010t000000t000000數(shù)據(jù)B P S K波形D P S K波形載波圖2.11 BPSK和DPSK波形圖第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 從圖中可以看出：BPSK的主瓣寬度為2/Tb，并有較大和較多的旁瓣，這是不連續(xù)相位調(diào)制波形的特點，由于在信號“1”、“0”交替轉(zhuǎn)換處，相位有突變（或叫突跳），因此旁瓣大。頻譜效率 ：信號傳輸速率/帶寬= bbTT210.5b/s（每赫） 即每赫茲帶寬傳輸0.5b/s，若以基

23、帶帶寬來計算，那就是每赫茲1b/s。 BPSK在解調(diào)時存在相位模糊問題，實際上較少采用，常用的是DPSK調(diào)制。 DPSK檢測是根據(jù)后一碼元對前一碼元的相位差進行的，即以前一碼元的相位為參考點 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 23bTAbcrf3bcrf2bcrf bcrf bcrf2bcrf3圖2.12 BPSK的頻譜 BPSK的調(diào)制器非常簡單，只要把數(shù)字信號與載波頻率Acos0t相乘即可。不過這里數(shù)字信號的“0”要用“-1”來表示（在數(shù)字通信中，符號“1”用“+1”來表示，“0”則用“-1”來表示），所以它的調(diào)制器如圖2.13所示。第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移

24、動通信中的調(diào)制技術 數(shù)字信號載波調(diào)制信號圖2.13 BPSK調(diào)制 解調(diào)有兩種方法，一種稱為相干解調(diào)，另一種稱為非相干解調(diào)。相干解調(diào)即在接收機中產(chǎn)生一個與收到的載波信號同頻同相的參考載波信號，稱為相干載波。將它與收到的信號相成后，再積分采樣判決。如果收到的信號與載波信號同相，則相成為正值，積分后采樣必為一大于0的值，即可判為“1”。如果收到的信號與參考信號相反，則相乘之后必為負值，積分采樣后判為“0”，因此解調(diào)完成。但此時從信號中提取的參考載波相位有可能不是真正與發(fā)方載波同相，而正好是相反的，故存在相位模糊的問題。DPSK的調(diào)制規(guī)則和BPSK一樣，只是它以前一比特的相位為參考，因此只要在BPSK

25、的調(diào)制器前加一個差分編碼器就可以。這個差分編碼器符合如下規(guī)則：第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 kd1kkdb=式中，dk為差分編碼器輸出；dk-1為差分編碼器前一比特的輸出；bk為調(diào)制信號的輸入 為了節(jié)約帶寬，很少采用2DPSK，而采用4DPSK,它相當于只傳輸1/2fs的信息流，對于8kb/s來說，只要采用12.5kHz的信道寬度就可以了，再高的進制會使誤碼性能變壞，所以一般不采用。2.3.2 QPSK2.3.2 QPSK、OQPSKOQPSK、/4-QPSK/4-QPSK和和/4-DQPSK/4-DQPSK調(diào)制調(diào)制1.正交移相鍵控（QPSK）調(diào)制正交移相鍵控（QPS

26、K）調(diào)制，也稱四相移相鍵控（4PSK）調(diào)制。它具有4種相位狀態(tài)，各對應于四進制的4組數(shù)據(jù)，即00，01，10，11。如圖2.14(b)所示。第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 圖2.14 QPSK調(diào)制器及相位 2.交錯正交（或四相）移相鍵控（OQPSK）調(diào)制 交錯正交移相鍵控（OQPSK）調(diào)制是I、Q兩支路在時間上錯開一個碼元的時間Tb進行調(diào)制，這樣可以避免在QPSK兩支路中碼元轉(zhuǎn)換總是同時的，使載波可能會產(chǎn)生的相位跳變。 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 圖 2.15 QPSK和 OQPSK 的星座圖和相位轉(zhuǎn)移圖 3. /4四相移相鍵控（/4-QPS

27、K）調(diào)制 /4-QPSK調(diào)制是在移動通信上獲得較多應用的一種調(diào)制。是相位只有/4、3/4的四相調(diào)制。 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 圖2.16 /4QPSK的相位和相移路徑 /4-QPSK的調(diào)制器的簡化方框圖如圖2.17所示 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 圖2.17 /4QPSK調(diào)制器簡化方框圖 首先二進制的數(shù)據(jù)經(jīng)串/并變換為兩個并行的數(shù)據(jù)流，此并行數(shù)據(jù)流通常各自經(jīng)過差分編碼器以構(gòu)成差分/4-QPSK，或叫/4-DQPSK。并行的兩個信號流SI及SQ通過信號形成電路，輸出uk與vk在信號的每一比特周期中，除和SI和SQ有關外，還和前一比特狀態(tài)

28、uk-1與vk-1有關，即： kkkkkkkkkkvuvvuucossinsincos1111(2.14) 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 式中的k則由當前的符號SI及SQ的信息按下列關系確定，即：當SISQ為“11”時， =/4；當SISQ為“01”時， =3/4；當SISQ為“00”時， =3/4 當SISQ為“10”時， =/4。 kkkk4./4差分四相移相鍵控（/4-DQPSK）調(diào)制/4-DQPSK是對QPSK信號特性改進后的一種調(diào)制方式。主要是將QPSK的最大相位跳變，降為3/4，這樣就改善了/4-DQPSK的頻譜特性。 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移

29、動通信中的調(diào)制技術 圖2.18 /4-DPSK調(diào)制器的原理框圖 圖2.19 /4-DQPSK的相位關系 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 11/41/1/113/41/1/113/41/1/11/41/1/表2.1 /4DQPSK的相位跳變規(guī)則上述規(guī)則決定了在碼元轉(zhuǎn)換時刻的相位跳變量只有/4和3/4這4種取值。而從/4-DQPSK的相位關系圖中可看出信號的相位跳變必定在圖4.39中的“”組和“”組之間跳變。在相鄰碼元，僅會出現(xiàn)從“”組到“”組相位點（或從“”組到“”組）的跳變，而不會在同組內(nèi)跳變。同時也可以看到Uk和Vk只可能有0、1/和1等5種取值，它們分別對應于圖2.

30、19中的8個相位點的坐標值。 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 2.4 2.4 平滑調(diào)頻（平滑調(diào)頻（TFMTFM）和通用平滑調(diào)頻（）和通用平滑調(diào)頻（GTFMGTFM） 2.4.1 2.4.1 平滑調(diào)頻（平滑調(diào)頻（TFMTFM） 新的數(shù)字調(diào)制方法中使用較早的是平滑調(diào)頻（TFM），是從快速移頻鍵控（MSK）發(fā)展來的。TFM的發(fā)明是對MSK的進一步改進，MSK雖然有較窄的主瓣和較小的旁瓣，但有些情況仍然滿足不了要求。原因是它在碼元交替處的相位雖是連續(xù)的，但它仍然有一個銳轉(zhuǎn)折點。平滑調(diào)頻的改進思想是將相位的銳轉(zhuǎn)折處加以平滑，這種平滑與GMSK的濾波方法不同，除了減小銳轉(zhuǎn)折以外，還

31、減小相位的變化率。因為在移相鍵控中信號從“0”變到“1”，已調(diào)信號相應從變到0，或從0變到（指二相；若四相時，可以有4種最終相位（即90、180、270和360）。 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 對于正弦信號，相位的時間微分就是頻率的變化。當相位成直線變化時，頻移是常數(shù)，且頻率移動最小，故稱這種DPSK為MSK或FFSK。由于FFSK的相位在轉(zhuǎn)折處仍有不連續(xù)，見圖2.20。這些不連續(xù)處是發(fā)散點，也就是頻率急劇變化的點，因而會產(chǎn)生較大的帶外輻射，形成較嚴重的鄰道干擾。有資料計算，對于16kb/s的碼元，它對25kHz鄰道間隔的中頻通帶邊緣的功率密度為-14dB。 圖2.

32、20 TFM的相位變化 第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 TFM是把FFSK的相位轉(zhuǎn)折處加以平滑，如圖2.20的實線部分，這樣就使帶外輻射大為減小。根據(jù)計算，此時同樣傳輸速率的鄰道通帶邊緣的功率密度降至-67dB，使用非線性放大器時，TFM的頻譜不僅不受影響，而且還可以使用與模擬調(diào)頻同樣的射頻和中頻電路。另外，接收機的靈敏度和在有、無衰落條件下的誤碼性能都是良好的，因此，TFM適用于窄帶數(shù)字話音調(diào)制方式。圖2.21是TFM信號產(chǎn)生示意圖，而圖2.22是幾種調(diào)制的頻譜比較，可見，MSK的帶外輻射最大。 圖2.21 TFM信號產(chǎn)生示意圖第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通

33、信中的調(diào)制技術 圖2.22 幾種調(diào)制的頻譜比較 2.4.2 2.4.2 通用平滑調(diào)頻（通用平滑調(diào)頻（GTFMGTFM） 通用平滑調(diào)頻（GTFM）是TFM的一種延伸或通用化，它與TFM的不同是對前置濾波器中的相干編碼器選擇了不同參數(shù)第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 的組合，如圖2.23所示，其相干編碼器中有和兩個參數(shù)，只有選擇不同的和就可得到GTFM信號，而和取值范圍為01間，當0.25，0.5時，GTFM就是TFM信號，即TFM是GTFM的一種特例。所以改變和值所產(chǎn)生的信號叫通用平滑調(diào)頻（GTFM）。 圖2.23 GTFM信號的產(chǎn)生第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通

34、信中的調(diào)制技術 采用GTFM可使頻帶利用與抗干擾性能得到折衷以做到檢測，非相干檢測時誤碼率性能達到優(yōu)化，還能使頻譜特性保持和TFM類似。 GTFM（包括TFM）可用相干解調(diào)，也可用非相干解調(diào)，它的非相干解調(diào)如圖2.24所示，中頻信號輸入經(jīng)鑒頻濾波后，再通過解碼器就得到原數(shù)據(jù)。 圖2.24 GTFM非相干解調(diào)器第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 2.5 2.5 正交振幅調(diào)制（正交振幅調(diào)制（QAMQAM） 正交振幅調(diào)制（QAM：Quadrature Amplitude Modulation）又稱正交雙邊帶調(diào)制。是將兩路獨立的基帶波形分別對兩個相互正交的同頻載波進行抑制載波的雙邊

35、帶調(diào)制，所得到的兩路已調(diào)信號疊加起來的過程，稱為正交振幅調(diào)制。在QAM系統(tǒng)中，由于兩路已調(diào)信號在相同的帶寬內(nèi)頻譜正交，可以在同一頻帶內(nèi)并行傳輸兩路數(shù)據(jù)信息，因此，其頻帶利用率和單邊帶系統(tǒng)相同，QAM方式一般用于高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中。在QAM方式中，基帶信號可以是二電平的，又可以是多電平的，若為多電平時，就構(gòu)成多進制正交振幅調(diào)制。 其原理圖為：第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 圖2.25 正交幅度調(diào)制信號的產(chǎn)生和解調(diào)第二章第二章 移動通信中的調(diào)制技術移動通信中的調(diào)制技術 A路的基帶信號 與載波 相乘，形成抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號 )(1tStccosttSteccos)()(11（2.15） B路基帶信號 與載波 相乘，形成另一路抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號 )(2tSttccsin2costtSt