5数字信号的载波传输3多进制调制解析.ppt

《5数字信号的载波传输3多进制调制解析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5数字信号的载波传输3多进制调制解析.ppt（33页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、n n如果在一个符号周期（如果在一个符号周期（T T）内，传送的符号有内，传送的符号有M(M2)M(M2)种则种则称为多进制数字调制，一般取（称为多进制数字调制，一般取（M=2M=2n n）n n 2 2。n n对应携带信息的参数为幅度、频率、相位等情况，相应的对应携带信息的参数为幅度、频率、相位等情况，相应的有有MM进制幅度键控、进制幅度键控、MM进制频率键控、进制频率键控、MM进制相位键控等。进制相位键控等。n n由于由于MM进制数字调制中，每个符号周期中可以传进制数字调制中，每个符号周期中可以传loglog2 2MM个个bitbit，因而当信道频带受限的情况下，可以采用多进制调制因而当信

2、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。的方式提高信息传输率。n n采用多进制调制一方面获得的好处是频带利用率的提高，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。增大。三、多进制数字调制多进制幅度键控MASKn n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。n n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”。n n假设在假设在nTsnTs到到(n+1)Ts(n+1)Ts

3、时间段内的符号的幅度为时间段内的符号的幅度为A An n，则在该则在该段时间内，该符号的信号可表示为：段时间内，该符号的信号可表示为：A An n cos(wcos(wc ct t)，nTsnTst t (n+1)Ts(n+1)Tsn n发送的二进制码序列为：发送的二进制码序列为：11100100100111101110010010011110n n相应的四进制码序列为：相应的四进制码序列为：n nMASK的解调 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。多进制相位键控MPSKn n多进制相位键控，采用载波信号的多种（M

4、种）相位表示多种（M种）符号。n n这些相位可以是：i=i2/M+，i=0,1,2,M。为相位选择的起始角度。n n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。n n假设在假设在nTsnTs到到(n+1)Ts(n+1)Ts时间段内的符号的相位为时间段内的符号的相位为 n n，则在该则在该段时间内，该符号的信号可表示为：段时间内，该符号的信号可表示为：Acos(wAcos(wc ct t+n n)，nTsnTst t (n+1)Ts(n+1)Ts；n nMSKMSK的矢量图：的矢量图：M=4，=/4，QPSKM=8，=/8，8PSK矢

5、量图可以帮助了解多进制调制体制的性质。矢量图可以帮助了解多进制调制体制的性质。n nMPSKMPSK的调制方法（选相法）的调制方法（选相法）QPSK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7/4cos(wct+7/4)cos(wct+5/4)cos(wct+3/4)cos(wct+/4)QPSK输出 3 2 1 0 2 1 3 2 3 2 1 0 2 1 3 2 n nQPSK调制后的波形n nMPSK的调制方法（正交调制）n n正交调制框图（QPSK）串并转换电平产生电平产生I(t)Q(t)Acos(wct)Asin(wct)载波发生器90移相a1

6、a2+-n nQPSK中电平产生的方法n n例如：输入二进制码为10011101，I(t)和Q(t)的波形如下（码元周期为T）n n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：n n输入二进制码为10011101，I(t)和Q(t)的波形如下（码元周期为T）2T 1 0 1 0 0 1 1 1I(t)Q(t)MPSK的相干解调方法n n以QPSK为例（GSM体制）载波恢复90移相积分积分判决判决并串转换位定时恢复QPSK信号二进制码序列sI(t)sQ(t)n n由于在每个（由于在每个（2nT,2nT+2T2nT,2nT+2T）周期中恢复

7、的信号均周期中恢复的信号均是是I(t)I(t)T T，t t（2nT,2nT+2T2nT,2nT+2T）。）。故从整个时间轴故从整个时间轴上看，经过积分之后恢复的就是上看，经过积分之后恢复的就是I(t)I(t)T T。n n对对s sQ Q(t(t)做积分，有类似的结果，这就意味着做积分，有类似的结果，这就意味着s sQ Q(t(t)积分后可以得到积分后可以得到Q(t)Q(t)T T。n n得到得到I(t)I(t)，Q(t)Q(t)之后的解码可以按数字基带信号的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。送

8、的二进制码序列。3、多进制频率键控MFSKn n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。n nMFSK调制后信号可以表示为：n n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n n以四进制为例：串并转换选频电路门电路门电路门电路门电路f1f2f3f4二进制码序列MFSK信号n nMFSK的解调（四进制）接收滤波器MFSK信号带通滤波f1带通滤波f2带通滤波f3带通滤波f4包络检波包络检波包络检波包络检波采样判决二进制码序列n n4FSK调制后波形 0 1 2 3

9、 0 2 1 3 0 1 2 3 0 2 1 3 n n各带通滤波器的输出波形f1带通滤波器f2带通滤波器f3带通滤波器f4带通滤波器n n各检波器的输出波形F1检波器F2检波器F3检波器F4检波器4、多进制幅度与相位结合的调制n n用不同的幅度和不同的相位组合起来表示多个符号，即为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幅度与相位结合的调制”，此类调制方式被称为：，此类调制方式被称为：MQAMMQAMn n星座图可以帮助描述这种调制性质。星座图可以帮助描述这种调制性质。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

10、射线的长度，相位为。arn n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n n所谓数字载波传输的数字调制的本质就是用特殊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。制从本质上讲是相同的。n n数字调制的特点是调制信号只有有限种电平。数字调制的特点是调制信号只有有限种电平。n n数字调制的方式是给这些种类有限的电平赋予不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。体现在波形的频率、幅度及相位的不同组合上。n n要降低数字调制的误码率，有效的途径包括：所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或相干滤波