现代通信传输技术.doc
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1、第8章 现代通信传输技术本章目录:8.1 键控(MSK)和高斯MSK(GMSK) 8.2 正交频分复用(OFDM)8.3 伪随机序列8.4扩展频谱技术8.1键控(MSK)和高斯MSK(GMSK) 8.1.1连续相位FSK(CPFSK)M进制的PAM基带信号为: 是信息符号,是宽度为矩形脉冲。连续相位FSK可以表达为: 在时刻是不连续的,但是的积分是连续函数,即在时间区间中,附加相位为其中例8.1 (1)二进制相位树+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1(2)四进制相
2、位树+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1+1+1+1+1+3+3-3-38.1.2 最小频移键控(MSK)MSK是调制指数的二进制连续相位FSK调制。它的附加相位可以表达为:时间间隔,附加相位为 其中,可得出 MSK带通信号可表达为: 在,时码元信号的频率为 码元频差为在任意区间中与数据相应的两个信号码元可以表达为例8.2 输入的数据请给出MSK信号也许的相位轨迹线16T8Tt0MSK信号具有如下特点:(1)MSK是恒包络信号;(2)相对于载波的频率偏
3、移为,调制指数;(3)在任何符号间隔区间中,两个码元信号正交;(4)附加相位在一个码元时间中线性变化,变化量为;(5)MSK信号在符号转换时刻相位是连续的。(6)在一个码元连续时间内具有的载波的周期数等于1/4的载波周期的整数倍8.1.3 MSK信号的正交调制与产生方法正交法产生MSK信号振荡器振荡器串并转换和信号解决-90相移-90相移输入MSK信号极性线路码映射FM发射机MSK信号a) 快速频移键控产生MSK信号极性线路码映射认为中心频率的MSK带通滤波器MSK信号b) 串行法产生MSK信号例8.3 MSK信号的波形图,输入序列100000118.1.4 MSK信号的解调与误码性能载波同步
4、90相移比特流输出积分判决积分判决采样保持采样保持并串转换MSK相干解调时,相称于两路BPSK信号,因此解调的对的率为:MSK正交解调的错误概率为由于BPSK信号的符号能量为。于是 所以在工程实现中,两路互相独立。误码率等于QPSK或BPSK的误码率,即8.1.5 MSK信号的频谱8.1.6 高斯频移键控(GMSK)预滤波器的选择原则是:(1)带宽和锋利的过渡带;(2)突的冲激响应,即冲激响应的过冲相对较低;(3)输出脉冲的面积不变,以保证符号周期内的相移。因此,冲激响的选择高斯脉冲响应滤波器 其频率响应函数为,其中,与滤波器的3dB带宽的关系可表达为高斯滤波器的冲激响应 MSK和GMSK信号
5、的功率谱比较8.2正交频分复用(OFDM)8.2.1交频分复用的演进三个阶段(a)(b)(c)节省的带宽OFDM节省的带宽8.2.2 OFDM基本原理正交频分复用是一种子载波之间正交,频谱可以交叠效率高的多载波调制技术时域波形 频谱OFDM系统接受机原理框图8.2.3 OFDM的保护间隔和循环前缀0 0 0x0 x1 xN-M xN-2 xN-1x0 x1 xN-M xN-2 xN-1M个0,保护间隔加入保护间隔的N+M点数据块N点数据块(a)将0加入保护间隔xN-M xN-1 xN-1x0 x1 xN-M xN-2 xN-1x0 x1 xN-M xN-2 xN-1循环前缀加入循环前缀的N+M
6、点数据块N点数据块(b)将CP加入保护间隔8.2.4 OFDM系统模型IDFTX2X1X0XN-1XN-2串并转换x0x1xN-2xN-1s(k)信道r(k)并串转换DFTY1YN-2YN-1y0y1yN-2yN-1Y0去除循环前缀加入循环前缀判决 其中,“*”表达卷积,n(k)表达噪声。去除的循环前缀后得到为 (n=0,1,N-1) 表达循环卷积。根据DFT的时域卷积定理,上式通过FFT后可以得出如下的乘积关系 (n=0,1,N-1)其中8.2.5 OFDM信号的频谱特性每个子载波的PSD均为型。其复包络的总功率为OFDM带通信号的第一个过零点带宽:约等号在N10时成立N=32时的OFDM复
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