数字频带传输系统(4.3).ppt

*SCUT DTP Labs * 数字通信原理 （4.3） 第八章 数字信号的载波传输 （多进制数字调制） 4.3 多进制数字调制 多进制：码元的状态数 2 多（M）进制调制的特点 对ASK、PSK等信号，信号带宽一般由信号波形及波特率RB决定， 对M进制信号，其比特率： 与二进制数字调制相比 （1）若信号有相同的带宽，则多进制调制有更高的信息速率； （2）若有相同的信息速率，其所需的带宽较小； （3）线性调制系统 (MASK. MDPSK. MQAM 等)可提高系统的频 系利用率： （4）通常设备较复杂 4.3 多进制数字调制 1.多进制幅度键控（MASK） （1）信号形式： 式中：wc 为载波频率；TS为码元周期， 信号幅度取值空间： （2）调制的原理电路 数/模 转换器 0,1,… M-1 1.多进制幅度键控（MASK） 4.3 多进制数字调制 （3）MASK信号的频带利用率 如右图所示：MASK信号可视为M-1个 信号幅度不同的2ASK的组合； 所以，所占带宽与2ASK信号相同。 一般已调信号为基带信号g(t)的两倍 与g(t)信号的波形有关，如 g(t)对应的频谱可以是： 理想低通； 升余弦滚降脉冲； 部分响应信号；等 1.多进制幅度键控（MASK） 4.3 多进制数字调制 （4）MASK信号的解调方式 相干解调； 包络检波；等。 （6）误符号率PS计算 若采用相干解调（线性系统），基带信号上叠加的噪声仍为 高斯噪声，直接由M电平基带系统的性能分析，可得： 式中，Eb为比特能量，Rb和RS分别为比特率与符号速率。 2.多进制频率键控（MASK） 4.3 多进制数字调制 多进制频率键控简称多频制，基本时二进制数字频率键控的直接推广。 解调部分由多个带通滤波器、包络检波器及一个抽样判决器和有关逻辑电路组成。各带通滤波器的中心频率就是多个载频的频率。当某一载频到来时，只有一个带通滤波器有信号及噪声通过，而其他带通滤波器只有噪声通过。 抽样判决器的任务就是载给定时刻比较各包络检波器输出的电压，并选出最大者作为输出。 多频制的缺点是：占据的频带交宽，因此信道载频利用率不高。 多频制的信号带宽一般定义为：fM-f1+Δf，其中，fM为最高选用载频，f1为最低选用载频，Δf为单个码元信号的带宽。 4.3 多进制数字调制 3.多进制相移键控（MPSK） （1）信号形式： (*) 式中：wc 为载波频率；TS为码元周期，典型的信号包络 为矩形函数。 信号取值空间： 3.多进制相移键控（MPSK） 4.3 多进制数字调制 将信号（(*)式）展开得： 其中： （2）MPSK信号的频带利用率 信号可看作两个 信号的组合，所以频带利用率 与 相同。 （3）QPSK信号的矢量图 （QPSK信号星座图） 编码与相位的对应关系。 3.多进制相移键控（MPSK） 4.3 多进制数字调制 （3）MPSK信号的调制 a. 选相法，从M个不同相位的信号中选出一个输出； b. 正交调制法，根据M个不同相位点对应的I(t)和Q(t)值，分别 调制两正交信号，然后合成。 （3）MPSK信号的调制 4.3 多进制数字调制 例：8PSK信号的正交调制法 （a）将输入二进制信息每3为为一组“b1b2b3”； （b）对b1b2分别作变换：1 ? +1，0 ? -1; 对b3作变换：0 ? 0.383，1 ? 0.924; （c）根据变换后对值计算两正交信号对幅度： 如“111”对应 （d）用I、Q分别对两正交 载波进行调幅； （e） 8PSK信号的星座图： 3.多进制相移键控（MPSK） 4.3 多进制数字调