通信原理第7章 数字带通传输系统2.ppt

1、7.4.1 多进制数字振幅调制(MASK) 7.4.2 多进制数字频率调制(MFSK) 7.4.3 多进制数字相位调制(MPSK或MDPSK),7.4 多进制数字调制系统,带通二进制键控系统中，每个码元只传输1bit信息，其频带利用率不高。为了提高频带利用率，最有效的方法是采用多进制调制系统。,多进制数字调制的特点：,（1）在相同的码元速率下，多进制系统的信息速率比二进制系统的高。,（2）在相同的信息速率下，多进制数字调制系统的码元传输速率比二进制的低，占用带宽更小。则多进制信号码元的持续时间比二进制的长。则能减小码间干扰。,7.4.1 多进制数字振幅调制（MASK）的原理,MASK是利用M进

2、制数字基带信号去控制载波的幅度，使载波的幅度随着基带信号的变化而变化。,以四进制为例(4ASK或QASK)： 传“0”信号（或00）时，发0电平； 传“1”信号（或10）时，发幅度为1的载波； 传“2”信号（或11）时，发幅度为2的载波； 传“3”信号（或01）时，发幅度为3的载波。,1、MASK信号的原理及时间波形,由于M进制数字基带信号有M种不同的取值，则MASK信号有M种不同的幅度。,基带信号是多进制单极性不归零脉冲,基带信号是多进制双极性不归零脉冲,抑制载波MASK信号是振幅键控和相位键控结合的调制方式,2. MASK信号的带宽,MASK信号的带宽可表示为,其中RBM=1/Ts是多进制

3、码元速率。,7.4.2 多进制数字频移键控(MFSK),多进制频率键控（MFSK）是指用M进制数字基带信号去控制载波的频率，使载波的频率随着数字基带信号的变化而变化。,在一个码元周期之内，MFSK信号可以写成,MFSK信号的原理及时间波形,由于M进制数字基带信号有M种不同的取值，则MFSK信号有M种不同的频率。,以4FSK为例： 传“0”信号(或00)时，发送频率为f1的载波； 传“1”信号(或01)时，发送频率为f2的载波； 传“2”信号(或10)时，发送频率为f3的载波； 传“3”信号(或11)时，发送频率为f4的载波。,（2）MFSK信号的带宽,MFSK信号的功率谱 ，可以看作由M个振幅

4、相同、载频不同、时间上互不相容的2ASK信号叠加的结果。,fm 、 f1为最高、最低选用频率。,7.4.3 多进制数字相位调制（移相键控）系统,多进制数字相位调制又称多相调制，它是利用多进制数字基带信号去控制载波的相位，使载波的相位随着多进制数字基带信号的变化而变化。,由于M进制数字基带信号有M种不同的取值，则多进制数字相位调制信号有M种不同的相位。,1、 四相绝对移相键控(QPSK)原理：,在M进制数字相位调制中，有四进制绝对移相键控(4PSK/QPSK)、四进制差分相位键控(4DPSK/QDPSK)两种调制方式。 四进制绝对移相键控利用载波的四种不同相位来表示数字信息。 每一种载波相位代表

5、两个比特信息，因此每个四进制码元可以用两个二进制码元的组合来表示，称为双比特码元。,一个MPSK信号码元可以表示为 A：常数 k：一组间隔均匀的受调制相位,00 01 11 10,Gray,000 001 011 010 110 111 101 100,相位配置矢量图（星座图）,表7-2 双比特ab与载波相位的关系,2、4PSK信号的产生,对于B方式,1) 直接调相法B方式(/4体系),2) 相位选择法,相位选择法产生/2体系4PSK信号方框图,相位选择法产生/4体系4PSK信号框图,3、4PSK信号的解调,4PSK信号可以看作两个正交载波的2PSK信号的合成。因此可以采用与2PSK信号类似的

6、解调方法进行解调， 4PSK信号相干解调原理图 ：,判决原则：,当码元中包含整数个载波周期时，初始相位相同的相邻码元的波形和瞬时相位才是连续的。,若每个码元中的载波周期数不是整数，则即使初始相位相同，波形和瞬时相位也可能不连续。 波形连续而相位不连续。,(b) 波形和相位不连续,在码元边界，当相位不连续时，信号的频谱将展宽，包络也将出现起伏。,7.4.4 多进制差分相移键控4DPSK, 4DPSK信号是利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息。n为当前双比特码元与前一双比特码元初相差。假如信息编码与载波相位的关系如书中表（7-4）所示：,1) 相干解调： 与4PSK信号相干解调不同之处在于， 并/串变换之前需要增加码反变换器。 2) 差分相干解调,(2) 4DPSK信号的解调方法:,(1) 4DPSK信号的调制方法:,先将双比特码经码型变换，再进行四相 绝对移相，则得到4DPSK信号。,已知 005/4 013/4 107/4 11 /4,00 0 01 -/2 10/2 11 ,