北大数字通信课件：3-- 6 有记忆调制方式

1有记忆线性调制无记忆调制:不重叠的符号间隔发送的信号之间不存在相关性有记忆调制:连续符号间隔发送的信号之间有相关性差分编码调制部分响应信号调制连续相位调制2例:差分编码1kkkbab+akbk-1bkbk-1=0bk-1=1ak=0bk=0bk=1ak=1bk=1bk=01kkkdcd×ckdk-1dka,b为二进制数，起始的可以是0或者1c,d为模值为1的复数0b3S0S10/01/01/10/1in/outS0=0S1=11/10/10/01/00/00/01/11/11/01/00/10/1S0=0S1=11/10/10/01/0ak/bkbk-1讨论•BPSK信号差分编码后的信号形式：二进制表示1001101101…10001001001…BPSK表示-111-1-11-1-11-1…-1111-111-111-1…4•4PSK信号差分编码的符号形式•QPSK信号差分编码的符号形式5-2-1012-2-1012ReIm差分编码-2-1012-2-1012ReIm-2-1012-2-1012ReIm差分编码-2-1012-2-1012ReImPSK信号的差分编码特性•信号编码后符号变化，但是符号的统计特性不变•符号的频谱特性不变•每一个传输符号与前后两个符号有关讨论题：16QAM符号可否进行差分编码？符号形式如何变化？67部分响应信号设In为BPSK信号，发射信号为：1nnnIIBInIn-1Bn111-1-1-1-11200-20-22p=1/4p=1/2p=1/4In:Randomprocess(1,-1)withzeromean0,[]1,nmmnEIImn如果In序列直接传输，由于In的自相关函数为函数，则信号的功率谱只由g(t)的功率谱决定()n8线性调制信号的功率谱nnnTtgItv自相关函数nmnmnvvmTtgnTtgIIEtvtvEtt***2121;对于线性调制信号aaa9对于平稳随机过程,自相关函数为mggiiTTvvvvmTmTdtttT1;122功率谱ffGTfiivv2110otherwisemmIIIIIIIIEIIIIEBBEnmnnmnnmnnmnnnmnmnnmnBB01102111111对于部分响应信号，发射序列之间引入了相关性，序列自相关系数为：11功率谱密度为自相关函数的傅立叶变换：fTfTfTjfTjfmTjmfmBBBB2cos42cos122exp2exp22exp关于部分响应信号频谱特性的讨论信号的频谱特性有两部分决定：•成型滤波器响应函数g(t)，可以是sinc函数、升余弦函数等•信号序列的自相关特性，部分响应信号具有相关性12关于部分响应信号频谱特性的讨论•信号的频域响应为两者的乘积131/T1/T1/Tsinc2cosfT1nnnBII频域响应变得平滑时域响应？14200.50.250.5-20.250.50.5In-1InBnIn+1Bn+1-1-1-2-1-2-1-1-210-110-10-110121-10-1-21-1010112-10112120.50.50.250.25-22关于部分响应信号频谱特性的讨论•时域只有Bn=1+1=2,Bn=-1-1=-2或者Bn=1-1=0•合成的信号边瓣幅度减小•2和-2从不相邻15-5-4-3-2-1012345-0.4-0.200.20.40.60.811.21.4*pi部分响应信号的进一步讨论•原式：•另一种表达式，用D表示一个单元时延，则有：P(D)=1+D•对于则有P(D)=1-D2=(1-D)(1+D)161nnnIIB2nnnBII作业•设g(t)为sinc函数，信号带宽为1/T，试推导p(D)=1-D及P(D)=1-D2的频谱表达式，并画出图形；•比较(1+D)、(1-D)、(1-D2)信号的频谱特性并加以讨论；•对于P(D)=1-aD-bD2-cD3的部分相应形式，如何选取a，b，c的值，使信号带外频谱能量最小。1718非线性有记忆调制方式：连续相位调制FSK(CPFSK)信号一般的FSK信号：无记忆，有2k=M个震荡器。根据传输信号的不同进行频率切换。存在问题:频率的瞬间跳变导致带外频谱能量增大。所以需要有相对宽的频带传输信号。解决方法:要使频率调制信号的相位连续变化，调制信号需为有记忆的。aaa19相位的跳变带来高频分量！20QPSK信号的相位跳变00.511.522.533.544.55-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81传输信号为（00101）1.51.61.71.81.922.12.22.3-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81局部放大图CPFSK信号的表示形式23设PAM信号可表示为nnnTtgItd{In},n=1,2,...(M-1);g(t):幅值为1/2T的矩形波24用d(t)对传输信号进行频率调制。由于信号相位为频率的积分，所以频率调制导致相位变化。或者说由相位变化达到频率调制的目的。这种调制可表示为（低通）04exp2tdddTfjTtufd:最大频偏;0:初相位CPFSK信号的表示形式25其相应带通信号为0,2cos2IttfTtsc(t,I)为时间变化的相位函数tnndtddnTgITfddTft44,Id(t)为时间不连续函数，但d(t)的积分为时间连续函数26nTtqhIInTtfITfdnTgITfdnTgITfdnTgITftnnndnkkdtnTndnTnndtnnd222444,1ITfhd21nkknIhTtTtTtttq21020027aaa282906h4h-2h-4h-6h2h相位轨迹(phasetree)(3,-1,1,-3,…)3031实际系统相位为[0，2]或[-，]aaa32用状态图表示，h=1/233最小相移键控Minimumshiftkeying(MSK)MSK调制为CPM的特列(h=1/2)TnTtITntnTnTtgIItnnnknk21121,1I载频调制信号为nnncnncIntITfATnTtItfAts21412cos212cos34定义TffTffcc41,4121则频偏为保证正交性的最小频率差值，故称为最小相移键控MSK又可表示为4PSK信号nnnTnTtgjInTtgItv22122其他0202sinTtTttgaaa35aaa36aaa37CPFSK和CPM信号的功率谱