通信原理第6-7章正弦载波数字调制课件.ppt

1、通信原理第第6章章 正弦载波数字调制正弦载波数字调制为什么要调制？为什么要调制？数字基带信号数字基带信号：频谱（功率谱）集中在零频率附近。：频谱（功率谱）集中在零频率附近。带通信道带通信道：传输特性是带通型的。：传输特性是带通型的。cfcf)(fHf问题问题：数字基带信号的在带通型信道上直接数字基带信号的在带通型信道上直接传输吗？传输吗？2022-8-6f(Hz)20001X(f)5000100001H(f)基带信号基带信号带通信道带通信道第第6章章 正弦载波数字调制正弦载波数字调制输出信号为输出信号为0要使信号通过信道，必须在传输前对信号频谱进行搬要使信号通过信道，必须在传输前对信号频谱进行

2、搬移，搬移到信道的通带范围内，这种信号频谱的搬移移，搬移到信道的通带范围内，这种信号频谱的搬移过程称为过程称为调制调制，接收端频信号频谱反搬移的过程称为，接收端频信号频谱反搬移的过程称为解调解调。2022-8-620001X(f)fc-fcmodulationfc-fc34001X(f)demodulation)()(21ccffXffX)()(21ccffXffX调制实现方法：用调制实现方法：用基带信号基带信号控制控制载波载波的某个参量。的某个参量。第第6章章 正弦载波数字调制正弦载波数字调制2022-8-6根据基带信号的不同，调制分为：根据基带信号的不同，调制分为：数字调制数字调制：基带信

3、号为数字信号：基带信号为数字信号模拟调制模拟调制：基带信号为模拟信号：基带信号为模拟信号根据所用载波的不同，调制有根据所用载波的不同，调制有：正弦载波调制正弦载波调制：载波为正弦信号：载波为正弦信号脉冲调制脉冲调制：载波为脉冲信号：载波为脉冲信号注注：没有特别指明，载波均为正弦信号。：没有特别指明，载波均为正弦信号。本章介绍的是数字正弦载波调制，简称数字调制。本章介绍的是数字正弦载波调制，简称数字调制。第第6章章 正弦载波数字调制正弦载波数字调制2022-8-6数字正弦载波调制数字正弦载波调制：即用数字基带信号去控制正弦波：即用数字基带信号去控制正弦波的某个参量，以达到数字基带信号频谱般移的目

4、的。的某个参量，以达到数字基带信号频谱般移的目的。基本的数字调制方式：基本的数字调制方式：数字振幅调制（数字振幅调制（ASK）：数字基带信号控制载波振幅）：数字基带信号控制载波振幅数字频率调制（数字频率调制（FSK）：数字基带信号控制载波频率）：数字基带信号控制载波频率数字相位调制（数字相位调制（PSK）：数字基带信号控制载波相位）：数字基带信号控制载波相位数字基带信号可以同时控制载波的若干个参数。数字基带信号可以同时控制载波的若干个参数。第第6章章 正弦载波数字调制正弦载波数字调制2022-8-6本章主要内容：本章主要内容：1、2ASK2、2FSK3、2PSK4、2DPSK5、QPSK、OQ

5、PSK6、MSK7、QAM这些调制技术的实现方法及性能这些调制技术的实现方法及性能第第6章章 正弦载波数字调制正弦载波数字调制2022-8-66.2.1 二进制数字振幅键控（二进制数字振幅键控（2ASK）一、一、2ASK调制方法调制方法载波发生器开关开关e(t)S(t)tfAc2cos数字基带信号数字基带信号已调信号已调信号2ASK2022-8-6用相乘器实现用相乘器实现2ASK2ASK调制示意图调制示意图an基带信号基带信号形成器形成器相成器相成器带通带通滤波器滤波器2ASK信号信号tfc2cos ts)(2tSASK形成单极性全占空信号形成单极性全占空信号6.2.1 二进制数字振幅键控（二

6、进制数字振幅键控（2ASK）2022-8-6二、二、2ASK信号解调信号解调2ASK信号的解调方法有两种：相干解调和非相干解调（包络信号的解调方法有两种：相干解调和非相干解调（包络解调）解调）1、相干解调、相干解调tx带通带通滤波器滤波器低通低通滤波器滤波器抽样抽样判决器判决器定时脉冲定时脉冲S(t)t z tyitytfc2cos2ASK2ASK相干解调方框图相干解调方框图6.2.1 二进制数字振幅键控（二进制数字振幅键控（2ASK）2022-8-62、包络解调、包络解调2ASK2ASK信号的包络解调信号的包络解调带通带通滤波器滤波器包络包络检波器检波器低通低通滤波器滤波器tyi抽样抽样判决

7、器判决器定时脉冲定时脉冲S(t)6.2.1 二进制数字振幅键控（二进制数字振幅键控（2ASK）2022-8-6包络解调各点的波形包络解调各点的波形6.2.1 二进制数字振幅键控（二进制数字振幅键控（2ASK）2022-8-6三、三、2ASK信号的功率谱及带宽信号的功率谱及带宽fBbASK222ASK2ASK信号功率谱示意图信号功率谱示意图是数字基带信号的码元速率是数字基带信号的码元速率fb6.2.1 二进制数字振幅键控（二进制数字振幅键控（2ASK）2022-8-6四、四、2ASK系统性能（系统性能（6.3中的部分内容）中的部分内容）计算由于噪声影响所造成的码元错误概率。方法是：计算由于噪声影

8、响所造成的码元错误概率。方法是：（1）求出用于取样判决的瞬时值的概率密度函数；）求出用于取样判决的瞬时值的概率密度函数；（2）根据判决门限，求出系统误码率公式。）根据判决门限，求出系统误码率公式。1、相干解调、相干解调取样判决器输入端的瞬时值为：取样判决器输入端的瞬时值为：)()()(tntnatxcc发发“1”时时发发“0”时时6.2.1 二进制数字振幅键控（二进制数字振幅键控（2ASK）2022-8-6相干检测时相干检测时2ASK2ASK系统误码率的几何表示系统误码率的几何表示6.2.1 二进制数字振幅键控（二进制数字振幅键控（2ASK）2022-8-6221rerfc)1/0()1()0

9、/1()0(PPPPpedxxbfPdxxbfPbxPPbxPP)(1)1()(0)0()()1()()0(判决门限判决门限b=a/2，r为信噪比：为信噪比：222nar6.2.1 二进制数字振幅键控（二进制数字振幅键控（2ASK）2022-8-62、包络解调、包络解调)()()()()(2222tntntntnatxscsc发发“1”时时发发“0”时时发发“1”时，瞬时值服从莱斯分布，发时，瞬时值服从莱斯分布，发“0”时瞬时值服从瑞时瞬时值服从瑞利分布。利分布。6.2.1 二进制数字振幅键控（二进制数字振幅键控（2ASK）2022-8-6421redxxbfPdxxbfPbxPPbxPP)(

10、01)1()(0)0()()1()()0(条件是条件是“0”“1等概等概”，信噪比，信噪比r1时。时。)1/0()1()0/1()0(PPPPpe6.2.1 二进制数字振幅键控（二进制数字振幅键控（2ASK）2022-8-6五、两种解调方法的比较五、两种解调方法的比较（1）相干解调电路复杂，包络解调电路简单；）相干解调电路复杂，包络解调电路简单；（2）小信噪比时，相干解调的误码性能比包络解调好；）小信噪比时，相干解调的误码性能比包络解调好；（3）大信噪比时，两者误码性能趋于一致。）大信噪比时，两者误码性能趋于一致。结论结论：小信噪比时，使用相干解调：小信噪比时，使用相干解调 大信噪比时，采用包

11、络解调大信噪比时，采用包络解调6.2.1 二进制数字振幅键控（二进制数字振幅键控（2ASK）2022-8-66.2.2 二进制数字频率键控（二进制数字频率键控（2FSK）一、调制的实现一、调制的实现载波f1载波f2S(t)S(t)e(t)tf12costf22cos概念图概念图第第6章章 正弦载波数字调制正弦载波数字调制2022-8-6振荡器f1倒相器振荡器f2控制门1控制门2相加器基带信号输入S(t)S(t)e(t)输出频率键控法产生频率键控法产生2FSK2FSK信号的方框图信号的方框图6.2.2 二进制数字频率调制二进制数字频率调制2022-8-6二、二、2FSK的频谱有带宽的频谱有带宽2

12、FSK信号可分解成两个信号可分解成两个2ASK信号信号6.2.2 二进制数字频率调制二进制数字频率调制2022-8-62FSK信号频谱信号频谱带宽为：带宽为：bFSKfffB22126.2.2 二进制数字频率调制二进制数字频率调制2022-8-6三、三、2FSK解调解调1、过零检测法、过零检测法 即用计算信号过零点数目的方法来解调即用计算信号过零点数目的方法来解调2FSK信号信号。放大放大限幅限幅微分微分整流整流脉冲脉冲形成形成低通低通abcdef过零检测法方框图过零检测法方框图6.2.2 二进制数字频率调制二进制数字频率调制2022-8-6过零检测各点波形图过零检测各点波形图6.2.2 二进

13、制数字频率调制二进制数字频率调制2022-8-62、包络检测、包络检测)(tyi带通带通滤波器滤波器带通带通滤波器滤波器包络包络检波器检波器包络包络检波器检波器输入输入)(1ty)(2tyf2取样取样判别器判别器)(1tv)(2tv)(tsf1输出输出包络检测方框图包络检测方框图6.2.2 二进制数字频率调制二进制数字频率调制2022-8-6包络检测法波形图包络检测法波形图6.2.2 二进制数字频率调制二进制数字频率调制2022-8-63、相干检测、相干检测)(tyi带通带通滤波器滤波器带通带通滤波器滤波器相乘器相乘器相乘器相乘器取样取样判别器判别器输入输入)(1ty)(2ty低通低通滤波器滤

14、波器)(1tz低通低通滤波器滤波器)(2tz取样脉冲取样脉冲)(1tx)(2tx)(ts输出输出f1f2相干检测方框图相干检测方框图tf22cost f12cos6.2.2 二进制数字频率调制二进制数字频率调制2022-8-6四、四、2FSK性能性能1、包络解调、包络解调发发“1”时上支路取样判决瞬时值服从莱斯分布，下支路瞬时时上支路取样判决瞬时值服从莱斯分布，下支路瞬时值服从瑞利分布；发值服从瑞利分布；发“0”时，上支路服从瑞处分布，下支路时，上支路服从瑞处分布，下支路服从莱斯分布。求概率密度函数，再求错判概率。误码率为：服从莱斯分布。求概率密度函数，再求错判概率。误码率为：)0/1()0(

15、)1/0()1(PPPPPe2221)1()0(21rrePPe6.2.2 二进制数字频率调制二进制数字频率调制2022-8-62、相干解调、相干解调发发“1”时，上支路取样判决瞬时值服从均值为时，上支路取样判决瞬时值服从均值为a的正态分的正态分布，下支路服从均值为布，下支路服从均值为0的正态分布；发的正态分布；发“0”时，上支路时，上支路为零均值正态分布，下支路为均值为为零均值正态分布，下支路为均值为a的正态分布。经计的正态分布。经计算误码率为：算误码率为：)0/1()0()1/0()1(PPPPPe)2(21)1()0()2(21rerfcPPrerfc6.2.2 二进制数字频率调制二进制

16、数字频率调制2022-8-6五、两种解调性能比校五、两种解调性能比校1、两种检测均可工作在最佳门限、两种检测均可工作在最佳门限2、信噪比一定时，相干检测的误码率低；所以相干检测的、信噪比一定时，相干检测的误码率低；所以相干检测的抗噪声性优于非相干检测，但信噪比很大时，两者误码性差抗噪声性优于非相干检测，但信噪比很大时，两者误码性差别不大。别不大。3、相干检测需要插入两个相干载波，因此电路复杂；而包、相干检测需要插入两个相干载波，因此电路复杂；而包络检测电路简单。络检测电路简单。结论：小信噪比，用相干检测；大信噪比，用包络检测。结论：小信噪比，用相干检测；大信噪比，用包络检测。6.2.2 二进制

17、数字频率调制二进制数字频率调制2022-8-6载波载波移相移相180S(t)e(t)二进制相位调制波形图二进制相位调制波形图6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-6有两种相位调制方式：绝对调相（有两种相位调制方式：绝对调相（2PSK）相对调相（相对调相（2DPSK）绝对调相（绝对调相（2PSK）：用数字信号：用数字信号”0“”1“控制载波的相控制载波的相 位。位。”1“使载波相位改变使载波相位改变180度，度，”0“使使载载 波相位不变。反之亦然。波相位不变。反之亦然。相对调相（相对调相（2DPSK）：用数字信号：用数字信号”0“”1“控制相邻

18、码元的控制相邻码元的载载 波相位差，当为波相位差，当为“1”时，相差为时，相差为180度；度；为为“0”时，相差时，相差0度，反之亦然。度，反之亦然。6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-6两种相位调制的波形图两种相位调制的波形图6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-6练习练习：设数字信号序列为设数字信号序列为11001010100，试画出其试画出其2PSK及及2DPSK信号波形图。（调信号波形图。（调制规则自定）制规则自定）6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPS

19、K）2022-8-6一、相位调制的实现一、相位调制的实现1、2PSK调制调制用相位选择法实现用相位选择法实现2PSK调制调制方法方法16.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-6方法方法2：将进行调制的信息先经极性变换器将：将进行调制的信息先经极性变换器将其变为双极性全占空数字基带信号，再和调其变为双极性全占空数字基带信号，再和调制载波相乘。制载波相乘。极性变换器带通滤波器 antfc2cos2PSK信号极性变器变换规则：极性变器变换规则：“1”变为全占空负脉冲；变为全占空负脉冲；“0”变为全变为全占空正脉冲。对应的调制规则为：占空正脉冲。对应的调

20、制规则为：“1”变变“0”不变。不变。相乘法产生相乘法产生2PSK信号信号6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-62、2DPSK信号的产生信号的产生方法方法：将信息（绝对码）变换为相对码，再进行将信息（绝对码）变换为相对码，再进行2PSK调制。调制。绝对码和相对码的相互转换绝对码和相对码的相互转换nnnabb1编码编码译码译码nnnbba1Tb延迟延迟anbn 1bnTbbn延迟延迟Tbanbn 16.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-6 an差分差分编码器编码器极性极性变换器变换器带通带通滤波

21、器滤波器 bntfc2cos2DPSK信信号号相乘法产生相乘法产生2DPSK注意注意：调制器输出的信号对绝对码来说时：调制器输出的信号对绝对码来说时2DPSK信号；信号；而对相对码来说是而对相对码来说是2PSK信号。所以对此信号可以用信号。所以对此信号可以用2PSK的解调方法解调出相对码，再经差分译码得绝对的解调方法解调出相对码，再经差分译码得绝对码（即信息）。码（即信息）。6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-6二、调相信号解调二、调相信号解调1、2PSK信号解调信号解调2PSK信号的解调只能采用相干解调方法（又称极性比较法）信号的解调只能采

22、用相干解调方法（又称极性比较法）)(tyi带通带通低通低通抽样抽样Z(t)X(t)cp)(tstfc2cos输出输出2PSK2PSK信号相干解调方框图信号相干解调方框图本地载波是用接收到的本地载波是用接收到的2PSK信号经载波信号提取电路产生的。信号经载波信号提取电路产生的。6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-62PSK相干解调各点波形相干解调各点波形注意：注意：2PSK相相干解调干解调存在反存在反向工作向工作这一缺这一缺点。解点。解决的方决的方法是采法是采用用2DPSK。2022-8-62、2DPSK信号的解调信号的解调（1）极性比较）极性

23、比较码变换法码变换法2PSK解调器解调器 bn延迟延迟Tbanbn 1差分译码器差分译码器 an2DPSK信号信号输入输入2DPSK解调方法解调方法1（相干解调）（相干解调）6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-6（2）相位比较法）相位比较法)(tyi带通带通延迟延迟低通低通抽样抽样判决器判决器Z(t)X(t)Tb抽样抽样脉冲脉冲an)(1ty)(2ty2DPSK解调方法解调方法2（差分检测或称非相干检测）（差分检测或称非相干检测）6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-6相位比较相位比较法解调法

24、解调2DPSK2DPSK信信号波形图号波形图6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-6三、三、2PSK、2DPSK信号的功率谱及带宽信号的功率谱及带宽 2PSK(2PSK(或或2DPSK)2DPSK)信号的功率谱信号的功率谱信号带宽为：fBbDPSKPSK222数字基带信号码元速数字基带信号码元速率的率的2倍倍6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-6四、解调性能分析四、解调性能分析(6.3的部分内容的部分内容)1、相干检测、相干检测2PSK的误码率的误码率带通滤波器输出与同步载波相乘，经低通滤波器

25、输出为：带通滤波器输出与同步载波相乘，经低通滤波器输出为：)()()(tnatnatxcc发发“0”时时发发“1”时时发发“1”和发和发“0”时的概率密度函数为：时的概率密度函数为：22222)(12)(021)(21)(nnaxnaxnexfexf发发“0”时时发发“1”时时2022-8-6 rerfcpe212PSK误码率误码率rerfceppe 22DPSK相干解调相干解调2PSK解调解调+差分译码差分译码2、2DPSK差分检测误码率（相位比较法）差分检测误码率（相位比较法）epre21注注：此公式没有任何附加条件此公式没有任何附加条件6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（

26、2PSK、2DPSK）2022-8-6五、五、2PSK与与2DPSK比较比较1、检测这两种信号时判决器均可工作在最佳门、检测这两种信号时判决器均可工作在最佳门限电平（零电平）。限电平（零电平）。2、2PSK系统的抗噪声性比系统的抗噪声性比2DPSK好，当信噪好，当信噪比很大时，两者性趋近一致。比很大时，两者性趋近一致。3、2PSK存在反向工作问题，而存在反向工作问题，而2DPSK不存在不存在反向工作问题。反向工作问题。6.2.3 二进制数字相位键控（二进制数字相位键控（2PSK、2DPSK）2022-8-66.4 二进制数字调制系统性能比较二进制数字调制系统性能比较2022-8-6bfB2bf

27、B2212fffBb2ASK2PSK、2DPSK2FSK2ASK与与2PSK及及2DPSK的频带利用率相同，的频带利用率相同，2FSK的频的频带利用率最低。带利用率最低。6.4 二进制数字调制系统性能比较二进制数字调制系统性能比较2022-8-6误码性能曲线误码性能曲线2PSK抗抗噪声性噪声性能最好能最好6.4 二进制数字调制系统性能比较二进制数字调制系统性能比较2022-8-66.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统四进制相位调制：四进制相位调制：QPSK（4PSK）OQPSK QDPSK（4DPSK）DQPSK42022-8-6一、一、QPSK（四进制绝对相位调制（四进制绝对相位调制4

28、PSK）四进制信息有四种：四进制信息有四种：00、01、10、11载波相位四种：载波相位四种：可以是：可以是：4301411434547也可以是：也可以是：0223以第一种相位配置为例，设信息和载波相位的对应关以第一种相位配置为例，设信息和载波相位的对应关系为：系为：4471045006.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-64(11)43(01)45(00)47(10)相位配置相位配置)42cos(tfAc)432cos(tfAc)452cos(tfAc)472cos(tfAcXY当数字基带信号为当数字基带信号为11时，载波为：时，载波为：当数字基带信号为当数字基带信号为0

29、1时，载波为：时，载波为：当数字基带信号为当数字基带信号为00时，载波为：时，载波为：当数字基带信号为当数字基带信号为10时，载波为：时，载波为：40(11)2(01)(00)23(10)型相位配置型相位配置26.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6 型QPSK信号串串/并变并变换器换器单单/双极双极性变换性变换单单/双极双极性变换性变换 相移相移 900输入二进输入二进制序列制序列tfAc2cos22QPSK调制器方框图调制器方框图2cos2cos2coscos1、QPSK调制信号产生调制信号产生1变为正矩形脉冲变为正矩形脉冲0变为负矩形脉冲变为负矩形脉冲同相分量同相分量

30、正交分量正交分量问题问题：如果输入二进制如果输入二进制序列的码元速率为序列的码元速率为2000波特，则波特，则QPSK信号的信号的带宽为多少？带宽为多少？接收到两位后送接收到两位后送到两个支路，每到两个支路，每个支路各送一位个支路各送一位446.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6QPSK调制器方框图调制器方框图2 型QPSK信号串串/并变并变换器换器单单/双极双极性变换性变换单单/双极双极性变换性变换 相移相移 450tfAc2cos22接收到两位后送到接收到两位后送到两个支路，每个支两个支路，每个支路各送一位路各送一位2 相移相移-4501变为正矩形脉冲变为正矩形脉冲0

31、变为负矩形脉冲变为负矩形脉冲6.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-62、QPSK 信号的解调信号的解调相移相移 900tfc2cos低通滤波低通滤波低通滤波低通滤波抽样判决抽样判决抽样判决抽样判决并并/串变串变换换接收信接收信号号恢复的二进恢复的二进制序列制序列同相通道同相通道正交通道正交通道QPSK信号的解调方框图信号的解调方框图)(tzA)(tzB)(txA)(txB定时定时)cos()cos(coscos246.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6设接收信号为：设接收信号为：)2cos()(nctftr4(11)43(01)45(00)47(10)

32、XY上支路：上支路：tftftzcncA2cos)2cos()(nncatfacos2)4cos(2nAatxcos2)(下支路：下支路：)22cos()2cos()(tftftzcncBnncatfasin2)24cos(2nBatxsin2)(上下支路的判决规则：取样值大于上下支路的判决规则：取样值大于0判判1 取样值小于取样值小于0判判06.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6 信息载波相位 上支路极性下支路极性 11 正 正 01 负 正 00 负 负 10 正 负434547上下支路的判决规则为：上下支路的判决规则为：取样值大于取样值大于0，判，判1 取样值小于取

33、样值小于0，判，判0nAatxcos2)(nBatxsin2)(46.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6相移相移 450tfc2cos低通滤波低通滤波低通滤波低通滤波抽样判决抽样判决抽样判决抽样判决并并/串变串变换换接收信接收信号号恢复的二进恢复的二进制序列制序列同相通道同相通道正交通道正交通道QPSK信号的解调方框图信号的解调方框图)(tzA)(tzB)(txA)(txB定时定时2相移相移-450)cos()cos(coscos2)452cos()2cos()(ocncAtftfatz)45cos(2)454cos(2onnocatfa)45cos(2)(onAatx)

34、45cos(2)(onBatx6.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6)45cos(2)(onAatx)45cos(2)(onBatx 信息载波相位 上支路极性下支路极性 11 0 正 正 01 负 正 00 负 负 10 正 负223上下支路的判决规则为：上下支路的判决规则为：取样值大于取样值大于0，判，判1 取样值小于取样值小于0，判，判06.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6二、二、OQPSKModulated signal QPSK串串/并变并变换器换器单单/双极双极性变换性变换单单/双极双极性变换性变换 相移相移 900输入二进输入二进制序列

35、制序列tfAc2cos22OQPSK调制器方框图调制器方框图同相分量同相分量正交分量正交分量将收到的二进将收到的二进位交替送到上位交替送到上下两个支路下两个支路6.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6没有没有00与与11之间的变化，也没有之间的变化，也没有10与与01之间的变化之间的变化，所有相邻载波不会有，所有相邻载波不会有180度的变化。度的变化。特点：带外功率谱较小。特点：带外功率谱较小。6.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6三、三、DQPSK及及DQPSK41nn0223的四种取值的四种取值(11)(01)(00)(10)DQPSK相位配置相位

36、配置的四种取值的四种取值4(11)43(01)45(00)47(10)XY 相位配置相位配置DQPSK426.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-61、DQPSK信号的产生信号的产生 （DQPSK）型型DQPSK调制器方框图调制器方框图 型DQPSK信号串串/并并变换器变换器单单/双极双极性变换性变换单单/双极双极性变换性变换 相移相移 450t fAc2cos22接收到两位后送接收到两位后送到两个支路，每到两个支路，每个支路各送一位个支路各送一位2 相移相移-4501变为正矩形脉冲变为正矩形脉冲0变为负矩形脉冲变为负矩形脉冲码变换码变换器器nanbncnd0223 的四种取

37、值的四种取值(11)(01)(00)(10)产生产生 型型QPSK信号信号 26.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6前一码元相位及符号的前一码元相位及符号的状态状态本码元信息及所要求本码元信息及所要求的相位差的相位差本码元载波相位及符本码元载波相位及符号状态号状态 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 01n1nc1ndnanbn

38、nncnd02/2/302/2/32/32/32/30002/2/2/00002/2/2/2/2/32/32/32/3码变换器真值表码变换器真值表（求出（求出 、与与 、之间的关系。）之间的关系。）ncnd1nc1ndnanb2022-8-62、DQPSK信号的解调信号的解调)45cos(2)(onAatx相移相移 450tfc2cos低通滤低通滤波波低通滤低通滤波波抽样判决抽样判决抽样判决抽样判决并并/串串变换变换接收接收信号信号恢复的二进恢复的二进制序列制序列同相通道同相通道正交通道正交通道DQPSK信号的解调方框图（相干解调）信号的解调方框图（相干解调）)(tzA)(tzB)(txA)(

39、txB定定时时2相移相移-450)45cos(2)(onBatx码反变码反变换器换器 QPSK信号解调信号解调nanbncnd6.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6前一码元相位及符号的前一码元相位及符号的状态状态本码元信息及所要求本码元信息及所要求的相位差的相位差本码元载波相位及符本码元载波相位及符号状态号状态 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0

40、1 1 0 1 0 01n1nc1ndnanbnnncnd02/2/302/2/32/32/32/30002/2/2/00002/2/2/2/2/32/32/32/3码变换器真值表码变换器真值表（求出（求出 、与与 、之间的关系。）之间的关系。）ncnd1nc1ndnanb2022-8-6相移相移 450低通滤低通滤波器波器低通滤低通滤波器波器抽样判决抽样判决抽样判决抽样判决并并/串串变换变换正交通道正交通道)(tzA)(tzB)(txA)(txB定定时时相移相移-450)2cos()(nctfaty延迟延迟BT注：此处注：此处 是一是一个个DQPSK信号的码信号的码元宽度，其等于二元宽度，其

41、等于二进制信号码元宽度进制信号码元宽度 的两倍。的两倍。BTbT接收的接收的DQPSK信号信号恢复的二恢复的二进制信号进制信号)2cos()(1ncBtfaTty)452cos()()452cos()(1211onconctfatytfaty)(1ty)(BTty)(ty)(2ty)45cos(2)(12onnAatx)45cos(2)(12onnBatx6.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6)cos()cos(coscos2)452cos().2cos()(1oncncAtfatfatz)45cos(2)454cos(21212onnonncatfa)452cos().

42、2cos()(1oncncBtfatfatz)45cos(2)454cos(21212onnonncatfa)45cos(2)(12onnAatx)45cos(2)(12onnBatx判决规则判决规则：取样值大于取样值大于0，判，判1 取样值小于取样值小于0，判，判06.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-63、信号的产生信号的产生DQPSK4的四种取值的四种取值4(11)43(01)45(00)47(10)XY 相位配置相位配置DQPSK4特点特点：1、调制后的载波相位有八种、调制后的载波相位有八种2、相位跳变绝对值最大为、相位跳变绝对值最大为135度度3、可以采用差分检测

43、、可以采用差分检测4、带外幅射比、带外幅射比QPSK小（相小（相位跳变量最大为位跳变量最大为180度）度）6.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-6设本码元（四进制）载波相位为设本码元（四进制）载波相位为 ，则调制器输出载波：，则调制器输出载波：k)2cos()(4kctftSDQPSKtfQtfItftfckckkckc2sin2cossin2sincos2cos)cos(cos1kkkkIkkkkkkkkQIsincossinsincoscos1111)sin(sin1kkkkQkkkkkkkkQIcossinsincoscossin11116.5 多进制数字调制系统多进

44、制数字调制系统2022-8-6串串/并并变换变换差分差分相位相位编码编码tfc2cos输入二进输入二进制序列制序列DQPSK4kakbkIkQ信号信号tfc2sin串串/并并变换变换差分差分相位相位编码编码tfc2costfc2sin输入二进输入二进制序列制序列DQPSK4kakbkIkQ信号信号低通滤低通滤波器波器低通滤低通滤波器波器增加低通滤波器目的是抑制已调信号的增加低通滤波器目的是抑制已调信号的带外幅射带外幅射调制原理图调制原理图6.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-64、的解调（第的解调（第7章部分内容）章部分内容）DQPSK4解调方式常用的是基带差分解调和中频差

45、分解调两种。解调方式常用的是基带差分解调和中频差分解调两种。低通滤低通滤波波抽抽样样判判决决低通滤低通滤波波抽抽样样判判决决串串/并并)2cos(tfc)2sin(tfckwkz11kkkkzzww11kkkkzwwzkxkykakbDQPSK4信号信号)cos(kkw)sin(kkz 基带差分解调框图基带差分解调框图DQPSK46.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-611kkkkkzzwwx)sin().sin()cos().cos(11kkkkkkkcos)cos(111kkkkkzwwzy)sin().cos()cos().sin(11kkkkkkksin)sin(1

46、4(11)43(01)45(00)47(10)XY的四种取值的四种取值判决规则：判决规则：、大于大于0，判，判1 小于小于0，判，判1kxky6.5 多进制数字调制系统多进制数字调制系统2022-8-67.3 最小频移键控（最小频移键控（MSK）第第7章部分内容章部分内容特点：特点：1、恒定包络、恒定包络2、连续相位、连续相位FSK的一种特殊形式的一种特殊形式3、调制指数、调制指数4、带外幅射小、带外幅射小5、主瓣较宽，即带宽较宽、主瓣较宽，即带宽较宽5.0/bffh2022-8-67.3 最小频移键控（最小频移键控（MSK）1、MSK信号的产生信号的产生相位连续相位连续FSK信号定义为：信号

47、定义为：0 )0(2cos1 )0(2cos)(21symboltfAsymboltfAts也可以用角调制的一般形式表示：也可以用角调制的一般形式表示：)(2cos)(ttfAtsc其中：其中：)(2121fffctThtb)0()(bTt 0hhTb)0()(发发1发发02022-8-67.3 最小频移键控（最小频移键控（MSK）tbT2bT4bT6bT8bT10调制指数调制指数h为为0.5时的相位树时的相位树22232232当调制指数当调制指数为为0.5时，时，在在 的偶的偶数倍处，相数倍处，相位为位为0或或 ；在；在 的的奇数倍时，奇数倍时，相位为相位为 。bTbT2红色线条红色线条是数

48、据序是数据序列为列为1101000011的相位路的相位路径。径。2022-8-67.3 最小频移键控（最小频移键控（MSK）用三角公式将用三角公式将MSK调制信号展开：调制信号展开：tftAtftAtscc2sin)(sin2cos)(cos)(计算计算)(tna输入输入)(cos tEbtfTcb2cos2MSK信号信号)(sin tEbtfTcb2sin2MSK信号产生信号产生2022-8-67.3 最小频移键控（最小频移键控（MSK）2、MSK信号的解调信号的解调解调思路解调思路：找出和，即可知道在间发：找出和，即可知道在间发送的信息。送的信息。)(bT)0(bT0（1），发），发“1”

49、；（2），发），发“0”；（3），发），发“1”；（4），发），发“0”。0)0(2/)(bT0)0(2/)(bT)0(2/)(bT)0(2/)(bT2022-8-67.3 最小频移键控（最小频移键控（MSK）相位估相位估计计相位估相位估计计根据相根据相邻邻 两两个相位个相位值判决值判决出调制出调制信息信息tfTtTcbb2cos)2cos(2bbTTdtbTdt201x2x)0()(bT输出输出信息信息MSK信号信号tfTtTcbb2sin)2sin(211)0(cosnExb22)(sinnTExbb)(0nEerfcPbeMSK解调框图：解调框图：2022-8-6作业：作业：QAM调制技

50、术（参阅调制技术（参阅6.5.5）基本要求：基本要求：1、弄清、弄清QAM调制技术的特点调制技术的特点2、QAM信号的产生信号的产生3、QAM信号的解调信号的解调2022-8-6二进制信息二进制信息串/并串/并变换变换2-L电平2-L电平变换变换相加相加2-L电平2-L电平变换变换相移相移90tfc2costfc2sinM进制QAMM进制QAM信号信号)(tI)(tQna图8.6.17 M进制QAM调制器图8.6.17 M进制QAM调制器6.5.5M进制正交幅度调制（进制正交幅度调制（MQAM）1、调制信号的产生、调制信号的产生LM22022-8-6二二进进制制信信息息串串/并并变变换换2 2