5数字信号的载波传输3多进制调制.ppt

如果在一个符号周期（T）内，传送的符号有M(M2)种则称为多进制数字调制，一般取（M=2n）n?2。 对应携带信息的参数为幅度、频率、相位等情况，相应的有M进制幅度键控、 M进制频率键控、 M进制相位键控等。 由于M进制数字调制中，每个符号周期中可以传log2M个bit，因而当信道频带受限的情况下，可以采用多进制调制的方式提高信息传输率。 采用多进制调制一方面获得的好处是频带利用率的提高，另一方面付出的代价是信号功率的提高以及系统的复杂性增大。 三、多进制数字调制 多进制幅度键控MASK 多进制幅度键控采用载波信号的多个（M个）幅度来表示多个（M个）符号。 例如4进制，可以用0电平表示符号“0”，用1V电平表示符号“1”，用2V电平表示符号“2”，用3V电平表示符号“3”。 假设在nTs到(n+1)Ts时间段内的符号的幅度为An，则在该段时间内，该符号的信号可表示为：An cos(wct)，nTst ?(n+1)Ts 发送的二进制码序列为：1110010010011110 相应的四进制码序列为： MASK的解调 多进制相位键控MPSK 多进制相位键控，采用载波信号的多种（M种）相位表示多种（M种）符号。 这些相位可以是：?i=i?2?/M+?，i=0,1,2,…M。 ?为相位选择的起始角度。 例如 对M=4的相移键控（又称QPSK） 起始角度为?/4， ?i对应的取值可以为： ?/4、 3?/4、 5?/4、 7?/4。 假设在nTs到(n+1)Ts时间段内的符号的相位为?n，则在该段时间内，该符号的信号可表示为：Acos(wct+ ?n)，nTst ?(n+1)Ts； MSK的矢量图： MPSK的调制方法（选相法） QPSK QPSK调制后的波形 MPSK的调制方法（正交调制） 正交调制框图（QPSK） QPSK中电平产生的方法 例如：输入二进制码I( t )和Q( t )的波形如下（码元周期为T） 串并转换后得到的 a1序列为：1 0 1 0 a2序列为： 0 1 1 1 对应的I(t)， Q(t)如图： 输入二进制码I( t )和Q( t )的波形如下（码元周期为T） MPSK的相干解调方法 以QPSK为例（GSM体制） 由于在每个（2nT,2nT+2T）周期中恢复的信号均是I(t)·T， t?（2nT,2nT+2T）。故从整个时间轴上看，经过积分之后恢复的就是I(t) ·T 。 对sQ(t)做积分，有类似的结果，这就意味着sQ(t)积分后可以得到Q(t) ·T。 得到I(t)，Q(t)之后的解码可以按数字基带信号的解码进行，最后再做并串转换就可以恢复发端发送的二进制码序列。 3、多进制频率键控MFSK 多进制频率键控采用载波信号的多个（M个）频率表示多个（M个）符号。 MFSK调制后信号可以表示为： 假设在nTs到(n+1)Ts时间段内的符号的频率为wn，则在该段时间内，该符号的信号可表示为： Acos(wnt)，nTst ?(n+1)Ts； MFSK的调制 以四进制为例： MFSK的解调（四进制） 4FSK调制后波形 各带通滤波器的输出波形 各检波器的输出波形 4、多进制幅度与相位结合的调制 用不同的幅度和不同的相位组合起来表示多个符号，即为“幅度与相位结合的调制”，此类调制方式被称为：MQAM 星座图可以帮助描述这种调制性质。 假设在nT到(n+1)T时间段内的符号为“a” 则其信号可表示为： rcos(wct+ ?)，nTt?(n+1)T； 小结 所谓数字载波传输的数字调制的本质就是用特殊的调制信号进行的模拟调制，数字调制同模拟调制从本质上讲是相同的。 数字调制的特点是调制信号只有有限种电平。 数字调制的方式是给这些种类有限的电平赋予不同形式的波形，这些波形之间是有区别的，区别体现在波形的频率、幅度及相位的不同组合上。 要降低数字调制的误码率，有效的途径包括：所选择的有限种波形之间的差异大，采用匹配滤波或相干滤波 左图中共有16个符号，对应了16种相位和2种幅度。 对应a点的信号描述为：幅度为r，即对应a点射线的长度， 相位为?。 a r ? * * 多进制幅度键控MASK的解调可以按二进制幅度键控的方法，只不过在做幅度判决的时候不采用两电平判决，而采用多电平判决。 M=4，?=?/4，QPSK M=8，?=?/8，8PSK 矢量图可以帮助了解多进制调制体制的性质。 串并转换 选相电路 带通 二进制码序列输入 cos(wct) 延迟?/4 延迟3?/4 延迟5?/4 延迟7?/4 cos(wct+ 7?/4) cos(wct+ 5?/4) cos(wct+ 3?/4) cos(wct+