第七讲数字调制.ppt [兼容模式]

m’I(t)
mQ(t)
×
sinωct
×
sinωct
LPF
m’Q(t)
dMPSK=2sin(180°/M)
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d MQAM = 2 /( M − 1)
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OQAM（Offset QAM）
• 传统QAM调制，两路低通滤波器特性不一致 产生相位失真。 • OQAM调制可以克服相位的正交偏差问题。
参考相位
00
参考相位
01
11
10
b方式
双比特码 00 01 10 11 φn 00 2700 900 1800 9 双比特码 00 01 1 0 11
a方式
φn 450 1350 2250 3150
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q 调制器
q 数字选相法
二元基带信号 串 /并 变换
0
选相开关 0
π/2 π /4 ππ 3π /2 /2
B0 B1B0 MVSB
串/并
Bn Q
数摸转换
乘法器
VSB滤波
COSωt
I
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MVSB与MQAM比较
• MVSB: • MQAM: 2Log2M/（1+α） bit/s/Hz Log2M bit/s/Hz
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7、OFDM 调制
Orthogonal Frequency Division Multiplexing
D (t ) = ∑ [a (n ) cos(ω k t ) + b(n ) sin(ω k t )]
k =0
N −1
（2-1）
其中， f k = f 0 + k∆f ， ∆f = 1 (NT ) 。
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7.5、OFDM系统中DFT
• 采用DFT的原因 • 可以通过串并变换来实现，但是如果当子载 波的数目很大时，并行系统中正弦信号的产 生以及解调就变得特别复杂而且昂贵。 • 因此，提出了基于傅立叶变换的数字传输模 型。
k =0 N −1 k =0 N −1
)
)

= ∑ Dk exp( j 2πn∆fkT 2πnkT = ∑ Dk exp j NT k =0
N −1
2πnk = ∑ Dk exp j N k =0
N −1
= IDFT {Dn }
（9-3）
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7.2 现状
• 20世纪80年代以来，OFDM技术被用于数字音频广播 （DAB）、数字视频广播（DVB）、无线本地局域网 （WLAN） 及ADSL • 1995年，由欧洲电信标准协会（ETSI）制定了DAB标 准 ，第一个使用OFDM的标准 • 1997年，基于OFDM的DVB标准也开始投入使用 • 1998年7月，IEEE802.11标准选择OFDM作为WLAN （工作与5G）的物理层接入方案,速率6M~54Mbits/s • 1999年日本提出的（ISDB－T）也采用了OFDM • OFDM还易于结合空时编码、分集、干扰（包括ISI和 ICI）抑制、智能天线以及MIMO系统 • OFDM已经成为第四代移动通信系统的可信技术
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7.3、原理概述
• OFDM由大量在频率上等间隔的子载波构成 （设共有N个子载波），各载波可用同一数字 调制方法，或不同的载波使用不同的调制方法， 将高速串行数据分成多路并行的数据，加以调 制。所以OFDM实际上是一种并行调制方案， 将符号周期延长N倍，从而提高了抗多径衰落 的能力。在OFDM系统中，各载波在整个符号 周期上是正交的，因此各子载波信号频谱可以 互相重叠，大大提高了频带利用率。
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MQAM调制器
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MQAM
优点: 频带利用率高!(∵RbM=log2M×Rb2) 缺点: 抗噪声性能差!
e0 (t ) = m I (t ) cos ω c t + m Q (t ) sin ω c t
mI(t)
×
cosωct 相加器 信道
×
cosωct
LPF
• • I： +I 0 –I 0 +I 0 –I 0 +I 0 –I 0 +I 0 –I 0 Q： 0 +Q 0 –Q 0 +Q 0 –Q 0 +Q 0 –Q 0 +Q 0 -Q
-I K1 0 -1 I Q 0 K2 -Q 升余弦 滚绛 中频 调制 带通 滤波
-1
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6、MVSB调制
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ26
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• 理论推导
OFDM 信号在时域的形式
Y (t ) = ∑ Dk exp( jω k t ) ， ω k = 2πf k
k =0
N −1
（9-1） （9-2）
以采样率 1 T 进行采样得到 Y (nT ) =
∑D
k =0
N −1
k
exp( jω k nT )
Ts = NT ， f k = ∆f × k ，取 ∆f = 1 Ts = 1 ( NT ) ，则 Y (n ) = ∑ Dk exp( jω k nT
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符号1
符号2
符号N
f1
f2
fN
频分复用频谱
符号1 符号2 符号N
f1
f2
fN
OFDM频谱
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cos ω0t
b(0 ) a (0 )
数 据 编 码
d (n ) = a(n) + jb(n )
串/并 变 换
sin ω0t
a (N − 1)
b(N − 1)
cos ωN −1t
∑
D (t )
信道
sin ω N −1t
OFDM发送框图
cos ω 0 t
∫
∫
ˆ0 a ˆ b
0
信道
sin ω 0 t cos ωN −1t
∫ ∫
ˆ N −1 a ˆ b
并/串 转 换
ˆ (n ) d
数据解码
N −1
OFDM接收框图
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7.4 传输信号波形
数据形式为 d (n ) = a (n ) + jb(n ) 其中实序列 a (n ) 和 b(n ) 分别表示同相和正交分量 这样传输的信号波形可以写成
第七讲 数字调制基础 (自学)
章文辉
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1、概述
• 数字调制/模拟调制 • ASK、FSK、PSK/调幅、调频、调相
1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1
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2 中国传媒大学
2、2ASK和MASK
• 2ASK二进制幅度键控，由1、0序列对载波 进行幅度调制。
开关电路 K 载波 cosωct S（t） S（t） 乘法器
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IFFT实现COFDM
1 s ( n) = N
∑ S ( k )e
k =0
N −1
j
2πnk N
串 并
数 据 映 射
I F F T
并 串
D/A
频 率 变 换
S(K)=IkcosΦk+Qksin Φ k
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作业十二(6月2日)
• Page221: • 7-8、7-9、7-10、7-11、7-12、7-13；
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7.1 历史
• 在60年代就已经形成了使用并行数据传输和频 分复用的概念 • 美国军方在60年代建造了世界上第一个MCM 系统，并衍生出后来的OFDM系统。 • 20世纪60年代，应用到多种高频军事系统中， 如KINEPLEX、ANDEFT、以及KNTHRYN • 1970年1月首次公开发表了有关OFDM的专利 • 1971年，Weinstein和Ebert把（DFT）应用到 并行传输系统中
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问题：接收时，参考相位的反转变化会引起 恢复数字信号的改变，导致误码。
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2DPSK
• 利用前后相邻比特码元载波相位之差表示 调制信号的数字信息。（差分编码） • 数字序列： • • 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0
QPSK π
移相器
载波发生器
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q 正交调制法
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DQPSK
• 并串变换后，增加差分编码电路。
差 分 编 码
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5、 MPSK 和MQAM (正交振幅调制)
MQAM的特点： • MQAM的星座图取矩形或十字形 • M=4、16、64、256...取矩形 • M=32、128... 取十字形
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MASK
• 多电平的ASK • 调制效率为2ASK的log2M倍； • 抗干扰能力降低 ；
幅度
t
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3、2PSK和2DPSK
• 2PSK二进制相移键控BPSK
+1 90° -1
180°
+1
0°
-1 270°
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2PSK
开关电路 K 载波0° 2PSK 载波180° S（t）
• 2DPSK相位： 0 0 0 π 0 π π 0 0 π • π π π0 π 0 0 π π0