长沙理工大学：《通信原理》第六章 数字调制系统（单树民）（1/2）

6.4多进制数字调制系统 特点 1.在相同的码元传输速率下,信息传输速 率比二进制系统高。Rb= RELog2Nb/s 形2.在相同的信息传输速率下,多进制码元 传输速率比二进制低。增大码元宽度, 会增加码元的能量,并能减少由于信道 特性引起的码间干扰的影响 3.在相同的噪声下,多进制数字调制系统 的抗噪声性能低于二进制数字调制系统

1 6.4 多进制数字调制系统  特点 1. 在相同的码元传输速率下，信息传输速 率比二进制系统高。 Rb=RBN㏒2N b/s 2. 在相同的信息传输速率下，多进制码元 传输速率比二进制低。增大码元宽度， 会增加码元的能量，并能减少由于信道 特性引起的码间干扰的影响。 3. 在相同的噪声下，多进制数字调制系统 的抗噪声性能低于二进制数字调制系统

6.4.1 MASK L电平的调制信号 e(t)=A(t)cosa t A(t)=±a,±3d,…±(L-1)d 7()可看成由时间上不重叠的L个不同振幅值 的○OK信号的叠加,因而,其功率谱密度便是这L 个信号的功率谱密度之和,尽管叠加后的谱结构 很复杂,但就带宽而言,L电平调制信号的带宽与 二电平的相同

2 6.4.1 MASK  L电平的调制信号 可看成由时间上不重叠的L个不同振幅值 的OOK信号的叠加,因而,其功率谱密度便是这L 个信号的功率谱密度之和,尽管叠加后的谱结构 很复杂,但就带宽而言,L电平调制信号的带宽与 二电平的相同. e t A t t  c ( ) ( )cos 0 = A(t) = d,3d,  (L −1)d ( ) 0 e t

A() X(t) A() BPF P抽样判进 cos t I cos o t (L-2)d x()=()+n( 2门限电平V(t) 为第K个电平对应的信号 3d K=1,2,…,L 当n2(t)>d时,第K个电 (L-1)d 平的码元将会错判

3 × BPF × LPF 抽样判决 A(t) A(t) t  c cos t  c cos x(t) … … d − d 3d −3d 2d − 2d (L − 2)d − (L − 2)d (L −1)d − (L −1)d x(t) V (t) n (t) = k + c V (t) k 为第K个电平对应的信号 K=1，2，…L 当 时，第K个电 平的码元将会错判。 n c (t)  d 门限电平

当发送L个电平的可能性相同时,每 电平的概率为1/L) L-2 p(n>d) 2p(n|>d) =(1-)p(n2|>d) 2(1-1)②2x /20n dt (1 cerf( d 2

4 当发送L个电平的可能性相同时，每一 电平的概率为1/L） ( ) 2 2 1 ( ) 2 p n d L p n d L L pe c  + c  − = ) ( ) 1 (1 p n d L = − c  = −   − d t n e dt L n 2 2 / 2 2 1 ) 1 2(1   ) 2 ) ( 1 (1 n d erfc L  = −

信号功率 L2-1 P 2-Ld ∑[d(2m-1)]2/2=a2 6 6 p L2-1 3 P=(1-7)er/e( 1/2 D2-1 D

5 信号功率 6 1 [ (2 1)] / 2 2 2 2 / 2 1 2 − =  − = = L d m d L p L m s 1 6 2 2 − = L p d s 1/ 2 2 ) 1 3 ) ( 1 (1 r L erfc L pe − = − 2 n ps r  =

6.4.2 MESK e()=Acos[t+(i-1)△o =1,2,L 嫌要求MFSK信号L个状态之间具有正交关 系,则 △f=nR=n/T f。=m(R/2)=m/27 n,m为正整数,且m>n 非相干接收 D-1 是2FSK误码率的L-1倍

6 6.4.2 MFSK i=1，2，…L 要求MFSK信号L个状态之间具有正交关 系，则： n，m为正整数，且 m>n 非相干接收 是2FSK误码率的 L-1 倍. ( ) cos[ ( 1) ] 0 e t A t i t =  c + −  nRb n T s f = = / c m Rb m T s f = ( / 2) = / 2 / 2 2 1 r e e L p − − = 2 2 2 n a r  =

餐6.4.3MPsK e(t)=acos(a t+Pr) -a cosat-b sino t φk受调相位,有M种不同取值 多相调制的波形可以看作是对两个正交 载波进行多电平双边带调制所得信号之 和,多相调制信号的带宽与多电平双边带 调制时的相同 多相制中使用最广泛的是四相制和 八相制,四相制记为4PSK或QPSK

7 6.4.3 MPSK ( ) cos( ) 0 c k e t = A  t + a t b t k  c k  c = cos − sin 受调相位,有M种不同取值 多相调制的波形可以看作是对两个正交 载波进行多电平双边带调制所得信号之 和,多相调制信号的带宽与多电平双边带 调制时的相同. 多相制中使用最广泛的是四相制和 八相制,四相制记为4PSK或QPSK. k

QPSK利用载波的四种不同相位来表征 数字信息,每一载波相位代表2比特信息 每个四进制码元又被称为双比特码元 a q(A方式)9(已B方式 0 b0011 0 225° 90° 315° 180° 45° 0 270° 135°

8 QPSK利用载波的四种不同相位来表征 数字信息,每一载波相位代表2比特信息 每个四进制码元又被称为双比特码元 a b (A方式) (B方式) 0 0 0° 225° 1 0 90° 315° 1 1 180° 45° 0 1 270° 135° k k

11 00 参考相位 参考相位 00 QPsK信号的矢量图 erfc SIn 20

9 参考相位 00 10 11 01 参考相位 00 10 01 11 QPSK信号的矢量图 ( sin ) 2 1 M p erfc r e   2 2 2 n A r  =

a 输入 coso t 输出 /并变 T/2 sina t 绸制 LPF 抽样判决 coso t r/2 并/串 sina t LPF 抽样判决 QPSK相干接收 10

10 串/并变换 -π/2 × × + a b 输入 cos c t 输出 t  c sin 调制 × LPF 抽样判决 × LPF 抽样判决 并/串 a b -π/2 t  c cost  c sin QPSK相干接收