通信原理ch7-3 抗噪声性能多进制调制.pptx

通信原理;思考;在数字通信系统中，信号的传输过程会受到各种干扰，从而影响对信号的恢复。

在数字通信系统中，衡量系统抗噪声性能的重要指标是误码率。

假设条件：

信道是恒定参数信道；

信道对于传输信号具有理想的矩形传输特性；

噪声等效为加性均值为0，方差为s2的高斯白噪声。;二进制数字调制系统抗噪声性能;2ASK和2PSK(2DPSK)系统的频带宽度

2FSK系统的频带宽度;在2FSK系统中，判决器是根据上下两个支路解调输出样值的大小来作出判决，不需要人为地设置判决门限，因而对信道的变化不敏感。

在2PSK系统中，判决器的最佳判决门限为零，与接收机输入信号的幅度无关。因此，接收机总能保持工作在最佳判决门限状态。

对于2ASK系统，判决器的最佳判决门限与接收机输入信号的幅度有关，对信道特性变化敏感，性能最差。;方式;在恒参信道传输中:

1.如果抗噪声性能是主要的，则应选择相干2PSK和极性比较2DPSK，而2ASK最不可取；

2.如果要求较高的频带利用率，则应选择相干2PSK、DPSK和2ASK，而2FSK最不可取;

在随参信道传输中:

2FSK具有更好的适应能力。;多进制数字调制系统

调制与解调基本原理；

波形特点。

;概述

为了提高频带利用率，最有效的办法是使一个码元传输多个比特的信息；

设多进制码元的进制数为M，码元能量为E，一个码元中包含信息k比特，则有k=log2M。

多进制键控

多进制振幅键控(MASK)

多进制频移键控(MFSK)

多进制相移键控(MPSK);1、多进制振幅键控(MASK);举例1：基带信号是多进制单极性不归零脉冲;举例2：基带信号是多进制双极性不归零脉冲

二进制抑制载波双边带信号就是2PSK信号！;4FSK信号波形举例;MFSK信号的带宽：

B=fM-f1+2?f

式中

f1－最低载频

fM－最高载频

?f－单个码元的带宽;MFSK非相干解调器的原理方框图;基本原理

一个MPSK信号码元可以表示为

式中，A－信号振幅，常数；

?k－受调制的相位，其值决定于基带码元的取值；

它可以写为

通常M取2的某次幂：

M=2k，k=正整数;例：当k=3时，?k取值如下图。图中示出当发送信号的相??为?1=0时，能够正确接收的相位范围在??/8内。; 可以将MPSK信号码元表示式展开写成

式中，

上式表明，MPSK信号码元sk(t)可以看作是由正弦和

余弦两个正交分量合成的信号，并且ak2+bk2=1。

因此，其带宽和MASK信号的带宽相同。

本节下面主要以M=4为例，对4PSK作进一步的分析。;正交相移键控(QPSK)

4PSK常称为正交相移键控(QPSK)

格雷(Gray)码

4PSK信号每个码元含有2比特的信息，现用ab代表这两个比特。

两个比特有4种组合，即00、01、10和11。它们和相位?k之间的关系通常都按格雷码的规律安排，如下表所示。;序号;码元相位关系

?k称为初始相位，常简称为相位，而把(?0t+?k)称为信号的瞬时相位。

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，如下图：;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，如下图：

或者波形连续而相位不连续，如下图：;在码元边界，当相位不连续时，通过带限系统时，信号的频谱将展宽，包络也将出现较大起伏。

分析表明，相位差越大，包络起伏越大。

在后面讨论各种调制体制时，还将遇到这个问题。并且有时将码元中包含整数个载波周期的假设隐含不提，认为PSK信号的初始相位相同，则码元边界的瞬时相位一定连续。;方法1：相乘电路法;码元串并变换：;矢量图：

二进制信号码元“0”和“1在相乘电路中与不归零双极性矩形脉冲振幅的关系如下：

二进制码元“1”?双极性脉冲“+1”；

二进制码元“0”?双极性脉冲“-1”。;方法2：选择法;原理方框图

用两路正交的相干载波去解调，可以很容易地分离这两路正交的2PSK信号。

相干解调后的两路并行码元a和b，经过并/串变换后，成为串行数据输出。;QPSK体制的缺点：它的相邻码元最大相位差最大可达到180°，在频带受限的系统中将引起信号包络的很大起伏。;偏置QPSK的改进：为了减小QPSK相位突变，将两个正交分量的两个比特a和b在时间上错开半个码元，使之不可能同时改变。这样安排后相邻码元相位差的最大值仅为90°，从而减小了信号振幅的起伏。

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