通信原理：第七章 数字调制系统

第七章数字调制系统现代通信原理数字调制的基本分类

用数字基带信号(因幅度取值有限而可视作开关信号)去键控高频正弦载波的振幅、频率或相位达调制目的（频谱搬移）！

振幅键控(ASK)

移频键控(FSK)

移相键控绝对移相（PSK）相对移相（DPSK）解调方式相干解调法非相干解调法抗噪声性能∵加性噪声→解调波形失真→数字识别器（抽样判决器）再生数据“误码”∴要求Pe结果式(注:接收已调波的形式及解调方案不同,则Pe的结果也不一样)1、2ASK(1)关于2ASK信号

信号表达式

OOK(通断键控)

用的最多且最简2ASK

用1或0控制载波的有无0发“1”时发“0”时(2)2ASK调制解调器

调制器 OOK调制器

线性调制器0010011011

解调器①

非相干接收机BPF整流LPF抽样

判决输入输出定时②相干接收机BPFLPF抽样

判决×输入输出定时cosωctOOK信号功率谱图形特点：理论上谱宽→∞，但有效带宽B≈2RB≈2fsPs(f)fsf2fs-fs-2fs0PE(f)ffCfC-fsfc+fs0-fC-fC+fs-fC-fs2、2FSK(1)2FSK信号表达式==发“1”时发“0”时(2)2FSK调制器S（t）f2f1门1门2倒相＋2FSKS（t）~~f1f22FSKS（t）01111(3)功率谱密度基带谱∴2FSK信号带宽:

B=2Bb+|f2-f1|=2fs+|f2-f1|(Bb=fs基带带宽)

∵2FSK为两不同载频的OOK信号之和

e0（t）=e01（t）+e02（t）

∴功率谱（仅连续谱）如右频带谱具体功率谱密度草图见教材P137(4)2FSK解调器分离滤波法原理

∵e0（t）=e01（t）+e02（t）

∴收端先分离两00K并分别解调、再比较

判决得结果数据分类：非相干、相干(方框原理图见教材)差分检波法（不专介）过零检测法

∵Ts内载频不同则过零次数也不同

∴据此解调2FSK3、2PSK∵用00和1800相位的载波表1和0

∴时域表达式：(1)2PSK信号表达式e0（t）=∴e0（t）=Cosωct（0相）发“1”时－cosωct（相）发“0”时=+1P-11-P(2)2PSK调制器①相乘法产生②数字选相器K～倒相器0相相载波发生器选相开关S（t）e0（t）①相干解调器：(3)2PSK解调器C（t）②非相干解调(相位比较法)：C（t）4、2DPSK差分

编码×载波

发生器二进信息（绝对码）

双极性

相对码2DPSK信号2DPSK调制器①相干解调带通×低通抽样

判决器码（反）

变换器DPSK信号abcdef二进制信息码位定时本地载波2DPSK解调器②差分相干解调DPSK信号abcde二进制信息位定时带通×低通抽样

判决器延迟Ts(4)功谱密度（类似ASK的）

∵基带信号是双极性不归零波形，且P=1/2∴四、性能比较频带利用率方面

---以已调信号有效频带宽度衡量设码元宽度Ts

，则：----2ASK，2PSK的频带利用率一致----2FSK频带利用率最低B2FSK=︳f2–f1︳+2/Ts

＞2BbB2ASK=B2PSK=2/Ts=2Bb名称Pe—r关系相干OOK非相干OOK相干2FSK非相干2FSK相干2PSK差分相干2DPSK同步检测2DPSK误码率（抗噪声性能方面）

相干解调性能优于非相干相同Pe下，2PSK对r的要求最小、2FSK次之、

2ASK要求最高（都相差3dB）相同r下，相干解调2PSK的Pe最低（抗噪声性

能最好）结论2ASK优于2FSK优于2PSK优于2DPSK（由它们的调制器及接收机方框图可见）相干接收机设备较复杂（因C(t)的提取困难）

设备复杂度方面五、多进制数字调制系统1、MASK

数学描述

特点（1）功率谱由来与2ASK的相似（2）相同Rb时，带宽是2ASK的N倍∵缺点:抗干扰，抗衰落能力差！∴少用！2、MFSK多频制系统的组成方框图(P161)信

道接收

滤波器带通f1检波器带通f2检波器带通fN检波器抽样判决器逻辑

电路逻辑电路f1门电路1f2门电路2fN门电路N相加器串/并

变换12M……输入输出发端收端3、MPSK(多元绝对移相键控)

QPSK矢量图及相位选择(教材P164~165)

10110100参考相位

参考相位11010010450a方式b方式双比特码n双比特码n00001145001900011350102700002250111800103150

调制器数字选相法

/23/20

正交调制法

脉冲插入法

解调器——正交相干解调

4、MDPSKn与双比特码间关系：

令：n=K－K-1

---K与K-1表相邻双比特码对应的载波初相

则：

4进制状态

双比特码n=K

－K-1a方式b方式00000450101900135021027002250311180031505联合键控

问题的提出

··QAM和APK的星座图MQAM的特点：

MQAM的星座图取矩形或十字形

M=4、16、64、256...取矩形

M=32、128...取十字形

MQAM调制器

QAM(正交振