数字带通传输系统课件

7.1二进制数字调制原理7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能7.3二进制数字调制系统的性能比较7.4多进制数字调制原理7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能7.6小结第7章数字带通传输系统7.1二进制数字调制原理第7章数字带通传输系统1、基带传输2、频带传输数字调制传输系统定义：用数字基带信号调制载波的一种传输系统，这个系统也称为数字带通传输系统。★数字信号的传输方式7.1二进制数字调制原理1、基带传输★数字信号的传输方式7.1二进制数字调制原理实现数字调制技术有两种方法：1、利用模拟调制方法把数字基带信号当成模拟信号2、利用开关键控方法数字基带信号的离散取值类似于开关7.1二进制数字调制原理实现数字调制技术有两种方法：7.1二进制数字调制原理数字调制分类:1、振幅键控（ASK）2、频移键控（FSK）3、相移键控（PSK）振幅键控 频移键控

相移键控7.1二进制数字调制原理数字调制分类:振幅键控 频移键控 相移键控7.7.1.1二进制振幅键控(2ASK，OOK)1、基本概念（1）时间表达式及波形7.1二进制数字调制原理s(t)为随机的单极性矩形脉冲序列。7.1.1二进制振幅键控(2ASK，OOK)1、基本概时间波形：

也称通断键控OOK。7.1二进制数字调制原理时间波形：

也称通断键控OOK。7.1二进制数字调制原理a、模拟调制法：b、数字键控法：（2）调制方法7.1二进制数字调制原理a、模拟调制法：b、数字键控法：（2）调制方法7.1二进制数a、非相干接收（包络解调）各点波形见下图b、相干接收（3）解调方法7.1二进制数字调制原理a、非相干接收（包络解调）b、相干接收（3）解调方法7.1二7.1二进制数字调制原理7.1二进制数字调制原理2、功率谱密度（1）功率谱密度表达式7.1二进制数字调制原理2、功率谱密度（1）功率谱密度表达式7.1二进制数字调制原（2）功率谱图和带宽7.1二进制数字调制原理（2）功率谱图和带宽7.1二进制数字调制原理7.1二进制数字调制原理总结：2ASK信号功率谱密度的特点如下：

a、由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定。

b、已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍，即B2ASK＝2fs7.1二进制数字调制原理总结：2ASK信号功率谱密度的特点如1、基本概念7.1.2二进制频移键控(2FSK)（1）时间表达式及波形7.1二进制数字调制原理1、基本概念7.1.2二进制频移键控(2FSK)（1）时间2FSK信号可看成由两个2ASK信号相加构成。7.1二进制数字调制原理2FSK信号可看成由两个2ASK信号相加构成。7.1二进制数a、模拟调制法：b、数字键控法：（2）调制方法7.1二进制数字调制原理a、模拟调制法：b、数字键控法：（2）调制方法7.1二进制a、非相干法（包络解调）（3）解调方法（5种）7.1二进制数字调制原理a、非相干法（包络解调）（3）解调方法（5种）7.1二进制数b、相干法解调7.1二进制数字调制原理b、相干法解调7.1二进制数字调制原理c、过零检测法7.1二进制数字调制原理c、过零检测法7.1二进制数字调制原理d、鉴频器法e、差分相干法7.1二进制数字调制原理d、鉴频器法e、差分相干法7.1二进制数字调制原理（1）功率谱密度表达式2、功率谱密度令概率P=½，只需将2ASK信号频谱中的fc分别替换为f1和f2，然后代入上式，即可得到7.1二进制数字调制原理（1）功率谱密度表达式2、功率谱密度令概率P=½，只需7.1二进制数字调制原理7.1二进制数字调制原理(2)功率谱密度示意图和带宽7.1二进制数字调制原理(2)功率谱密度示意图和带宽7.1二进制数字调制原理总结：a、相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成；b、连续谱的形状若|f1–f2|<fs，连续谱在fc处出现单峰；若|f1–f2|>fs，则出现双峰；c、若以功率谱第一个零点之间的频率间隔计算2FSK信号的带宽，则其带宽近似为7.1二进制数字调制原理总结：a、相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成1、基本概念7.1.3二进制相移键控(2PSK)（1）时间表达式及波形以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对相移方式。7.1二进制数字调制原理1、基本概念7.1.3二进制相移键控(2PSK)（1）时间波形：(a)A方式(b)B方式矢量图表示：7.1二进制数字调制原理时间波形：(a)A方式(b)B方式矢量图表示：7.1a、模拟调制法：b、数字键控法：（2）调制方法7.1二进制数字调制原理a、模拟调制法：b、数字键控法：（2）调制方法7.1二进制数（3）解调方法7.1二进制数字调制原理（3）解调方法7.1二进制数字调制原理若P=1/2，则2PSK信号的功率谱密度为：（1）功率谱密度表达式2、功率谱密度和带宽7.1二进制数字调制原理若P=1/2，则2PSK信号的功率谱密度为：（1）功率谱密（2）功率谱图和带宽7.1二进制数字调制原理（2）功率谱图和带宽7.1二进制数字调制原理7.1二进制数字调制原理总结：2PSK信号功率谱密度的特点如下：

a、由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，若0、1等概，则没有离散谱。b、已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍，即B2PSK＝2fs7.1二进制数字调制原理总结：2PSK信号功率谱密度的特点如2PSK缺陷：（1）在2PSK信号的载波恢复过程中存在着的相位模糊，称“倒π”现象或“反相工作”。（2）信号波形有可能出现长时间连续的正弦波形，定时信息无法提取。7.1二进制数字调制原理2PSK缺陷：（2）信号波形有可能出现长时间连续的正弦波形，1、基本概念7.1.4二进制差分相移键控（2DPSK）（1）表达方法及波形2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，又称相对相移键控。7.1二进制数字调制原理1、基本概念7.1.4二进制差分相移键控（2DPSK）（1时间波形：7.1二进制数字调制原理时间波形：7.1二进制数字调制原理2DPSK信号的矢量图：(a)A方式(b)B方式在B方式中，在相邻码元之间必定有相位突跳。在接收端检测此相位突跳就能确定每个码元的起止时刻。7.1二进制数字调制原理2DPSK信号的矢量图：(a)A方式(b)B方式在B先进行差分编码，即绝对码变换成相对码（差分码），然后再根据相对码进行绝对调相。（2）调制方法7.1二进制数字调制原理先进行差分编码，即绝对码变换成相对码（差分码），然后再根据相a、相干解调(极性比较法)加码反变换法各点波形图如下（3）解调方法7.1二进制数字调制原理a、相干解调(极性比较法)加码反变换法各点波形图如下（3）解7.1二进制数字调制原理7.1二进制数字调制原理b、差分相干解调(相位比较）法各点波形图如下7.1二进制数字调制原理b、差分相干解调(相位比较）法各点波形图如下7.1二进制数字7.1二进制数字调制原理7.1二进制数字调制原理2DPSK可以与2PSK具有相同形式的表达式。因此，2DPSK信号和2PSK信号的功率谱密度是完全一样的。信号带宽为2、功率谱密度和带宽7.1二进制数字调制原理2DPSK可以与2PSK具有相同形式的表达式。因此，2DPS★分析条件假设信道特性是恒参信道，在信号的频带范围内具有理想矩形的传输特性(可取其传输系数为K)；信道噪声是加性高斯白噪声。并且认为噪声只对信号的接收带来影响。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能★分析条件假设信道特性是恒参信道，在信号的频带范围内具有理想1、同步检测法的系统性能7.2.12ASK系统的抗噪声性能a、分析模型7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能1、同步检测法的系统性能7.2.12ASK系统的抗噪声性能b、计算在每一段时间Ts内，接收端的输入波形为n(t)为窄带高斯噪声，其均值为0，方差为n2，且可表示为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能b、计算在每一段时间Ts内，接收端的输入波形为n(t)为窄带接收波形为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能接收波形为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能接收波形的一维概率密度函数图7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能接收波形的一维概率密度函数图7.2二进制数字调制系统的抗噪声若取判决门限为b，规定判决规则

x>b时，判为“1”

x

b时，判为“0”7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能若取判决门限为b，规定判决规则7.2二进制数字调制系统的抗噪同步检测时2ASK系统的总误码率为★最佳门限(1)图形求解：取P(1)f1(x)与P(0)f0(x)两条曲线交点b*时，阴影面积最小。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能同步检测时2ASK系统的总误码率为★最佳门限7.2二进制数字（2）从公式求解若发“1”和“0”等概，则最佳判决门限为b*=a/2此时，系统误码率为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能（2）从公式求解若发“1”和“0”等概，则最佳判决门限为b*式中，r为解调器输入端的定义信噪比当r>>1，即大信噪比时，上式可近似表示为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能式中，r为解调器输入端的定义信噪比当r>>1，即大信噪比2、包络检波法的系统性能a、分析模型b、计算7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能2、包络检波法的系统性能a、分析模型b、计算7.2二进制数字包络发“1”时发“0”时一维概率密度函数分别为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能包络发“1”时发“0”时一维概率密度函数分别为7.2二进制数接收波形的一维概率密度函数图7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能接收波形的一维概率密度函数图7.2二进制数字调制系统的抗噪声7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能故系统的总误码率为★最佳门限★实际情况，系统总是工作在大信噪比下7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能故系统的总误码率为★最佳门限★实际情况，系统总是工作在大信噪当r

时，上式的下界为★结论：在相同的信噪比条件下，同步检测法的抗噪声性能优于包络检波法，但在大信噪比时，两者性能相差不大。然而，包络检波法不7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能当r时，上式的下界为★结论：在相同的信噪比条件下，Example7-1：设有一2ASK信号传输系统，其码元速率为RB=4.8×106波特，发“1”和发“0”的概率相等，接收端分别采用同步检测法和包络检测法解调。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能需要相干载波，因而设备比较简单。另外，包络检波法存在门限效应，同步检测法无门限效应。Example7-1：设有一2ASK信号传输系统，其码元速7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能已知接收端输入信号的幅度a=1mV，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度n0=2×10-15W/Hz。试求：（1）同步解调时系统的误码率；（2）包络解调时系统的误码率。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能已知接收端输入信号的幅度7.2.22FSK系统的抗噪声性能

1、同步检测法的系统性能a、系统模型7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能7.2.22FSK系统的抗噪声性能1、同步检测法的系统性式中，n1(t)和n2(t)分别为两个带通滤波器的输出噪声——窄带高斯噪声b、计算7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能式中，n1(t)和n2(t)分别为两个带通滤波器的输出噪声—上支路下支路7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能上支路x1(t)和x2(t)抽样值的一维概率密度函数分别为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能x1(t)和x2(t)抽样值的一维概率密度函数分别为7.2二同理可得采用同步检测时2FSK系统的总误码率为在大信噪比条件下，上式可以近似表示为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能同理可得采用同步检测时2FSK系统的总误码率为在大信噪比条件2、包络检波法的系统性能a、分析模型7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能2、包络检波法的系统性能a、分析模型7.2二进制数字调制系统两路包络检波器的输出上支路：下支路：b、计算7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能两路包络检波器的输出b、计算7.2二进制数字调制系统的抗噪同理2FSK信号包络检波时系统的总误码率为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能同理2FSK信号包络检波时系统的总误码率为7.2二进制数字调7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能★结论:将上式与2FSK同步检波时系统的误码率公式比较可见，在大信噪比条件下，2FSK信号包络检波时的系统性能与同步检测时的性能相差不大，但同步检测法的设备却复杂得多。因此，在满足信噪比要求的场合，多采用包络检波法。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能★结论:将上式与2FSKExample7-2：采用2FSK方式在等效带宽为2400Hz的传输信道上传输二进制数字。2FSK信号的频率分别为f1=980Hz，f2=1580Hz，码元速率RB=300B。接收端输入（即信道输出端）的信噪比为6dB。试求：7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能Example7-2：采用2FSK方式在等效带宽为24007.2二进制数字调制系统的抗噪声性能（1）2FSK信号的带宽；（2）包络检波法解调时系统的误码率；（3）同步检测法解调时系统的误码率。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能（1）2FSK信号的带宽7.2.32PSK和2DPSK系统的抗噪声性能1、2PSK相干解调系统性能a、分析模型7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能7.2.32PSK和2DPSK系统的抗噪声性能1、2PSb、分析计算经过相干解调后，送入抽样判决器的输入波形为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能b、分析计算经过相干解调后，送入抽样判决器的输入波形为7.2x(t)的一维概率密度函数为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能x(t)的一维概率密度函数为7.2二进制数字调制系统的抗噪声故2PSK信号相干解调时系统的总误码率为在大信噪比条件下，上式可近似为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能故2PSK信号相干解调时系统的总误码率为在大信噪比条件下，上2、2DPSK信号相干检测──码变换方法的误码率a、分析模型b、分析计算7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能2、2DPSK信号相干检测──码变换方法的误码率a、分析模只需在2PSK信号相干解调误码率公式基础上再考虑码反变换器对误码率的影响即可，其简化模型如下码反变换器对误码的影响7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能只需在2PSK信号相干解调误码率公式基础上再考虑码反变换器对（连续2个错码时）（连续n个错码时）设Pe为码反变换器输入端{bn}的误码率，Pe

为输出端绝对码序列{an}的误码率，由以上分析可得7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能（连续2个错码时）（连续n个错码时）设Pe为码反变换器输7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能式中Pn为码反变换器输入端{bn}序列连续出现n个错码的概率，进一步讲，它是“n个码元同时出错，而其两端都有1个码元不错”这一事件概率。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能式中Pn为码反变换器输入总误码率当Pe<<1时，式子可近似为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能Pe‘总是大于Pe

。也就是说，反变换器总是使误码率增加，增加的系数在1~2之间变化。总误码率当Pe<<1时，式子可近似为7.2二进制数字调制3、2DPSK信号的差分相干解调a、分析模型b、分析计算7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能3、2DPSK信号的差分相干解调a、分析模型b、分析计算7.假设当前发送的是“1”，且令前一个码元也是“1”（也可以令其为“0”）低通滤波器的输出为经抽样后的样值为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能假设当前发送的是“1”，且令前一个码元也是“1”（也可以令其然后，按下述判决规则判决：若x>0，则判为“1”——正确接收若x<0，则判为“0”——错误接收利用恒等式7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能然后，按下述判决规则判决：利用恒等式7.2二进制数字调制系统令由随机过程的知识，R1的一维分布服从广义瑞利分布，R2的一维分布服从瑞利分布，最终得到7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能令由随机过程的知识，R1的一维分布服从广义瑞利分布，R2同理，因此，2DPSK信号差分相干解调系统的总误码率为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能同理，因此，2DPSK信号差分相干解调系统的总误码率为7.27.2二进制数字调制系统的抗噪声性能Example7-3：假设采用2DPSK方式在微波线路上传送二进制数字信息。已知码元速率RB=106Baud，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度n0=2×10-10W/Hz。今要求误码率不大于10-4。试求7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能Example7-3：7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能(1)采用差分相干解调时，接收机输入端所需的信号功率；(2)采用相干解调-码反变换时，接收机输入端所需的信号功率。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能(1)采用差分相干解调时7.3二进制数字调制系统的性能比较1、带宽(码元时间宽度为Ts时)2ASK、2PSK、2DPSK相同，均为2/Ts；2FSK为|f2－f1|＋2/Ts

2、误码率2ASK、2FSK、2PSK在不同接收情况下的性能如下7.3二进制数字调制系统的性能比较1、带宽(码元时间宽度为2DPSK2PSK2FSK2ASK非相干解调相干解调7.3二进制数字调制系统的性能比较2DPSK2PSK2FSK2ASK非相干解调相干解调7.3误码率曲线：7.3二进制数字调制系统的性能比较误码率曲线：7.3二进制数字调制系统的性能比较(1)对于同一种调制方式，采用相干接收比非相干接收性能好些；(2)对于不同的调制方式，PSK性能最好，FSK次之，ASK最差。3、对信道特性变化的敏感性7.3二进制数字调制系统的性能比较(1)对于同一种调制方式，采用相干接收比非相干接收性能好些；7.3二进制数字调制系统的性能比较★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。7.3二进制数字调制系统的性能比较★在2FSK系统中，判决7.3二进制数字调制系统的性能比较因此，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。7.3二进制数字调制系统的性能比较因此，接收机总能保持工作4、设备的复杂程度发送端：设备复杂程度不相上下；接收端：相干比非相干复杂；非相干接收，2DPSK设备最复杂。5、应用相干2DPSK，用于高速数传；非相干2FSK用于中、低速数传。7.3二进制数字调制系统的性能比较4、设备的复杂程度7.3二进制数字调制系统的性能比较概述：7.4多进制数字调制原理◆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，每比特的能量Eb等于E/k。故有概述：7.4多进制数字调制原理◆为了提高频带利用率，最有效7.4.1多进制数字振幅调制（MASK）1、概念7.4多进制数字调制原理多进制振幅键控又称多电平调制优点：MASK信号的带宽和2ASK信号的带宽相同，故单位频带的信息传输速率高，即频带利用率高。7.4.1多进制数字振幅调制（MASK）1、概念7.4多(b)MASK信号(a)基带多电平单极性不归零信号0010110101011110000t0t01011010101111002、举例a、基带信号是多进制单极性不归零脉冲7.4多进制数字调制原理(b)MASK信号(a)基带多电平单极性不归零信号0010101101010111100000t(c)基带多电平双极性不归零信号00000t01011010101111(d)抑制载波MASK信号b、基带信号是多进制双极性不归零脉冲7.4多进制数字调制原理0101101010111100000t(c)基带多电平双(a)4FSK信号波形f3f1f2f4TTTTtf1f2f3f400011011(b)4FSK信号的取值7.4.2多进制频移键控(MFSK)1、4FSK信号波形举例7.4多进制数字调制原理(a)4FSK信号波形f3f1f2f4TTTTtf1f2f2、MFSK信号的带宽：

B=fM-f1+f

式中

f1－最低载频

fM－最高载频

f－单个码元的带宽7.4多进制数字调制原理2、MFSK信号的带宽：7.4多进制数字调制原理V1(t)抽样判决带通滤波f1包络检波带通滤波fM包络检波输入输出VM(t)定时脉冲带通滤波f2包络检波........3、MFSK非相干解调器的原理方框图7.4多进制数字调制原理V1(t)带通滤波包络检波带通滤波包络检波输入输出VM(t)一个MPSK信号码元可以表示为通常M取2的某次幂：M=2k，k=正整数7.4.3多进制相移键控(MPSK)1、基本原理7.4多进制数字调制原理一个MPSK信号码元可以表示为7.4.3多进制相移键控(M图7-348PSK信号相位在下图中示出当k=3时，k取值的一例。对于多进制PSK信号，需要用两个正交的相干载波解调。7.4多进制数字调制原理图7-348PSK信号相位在下图中示出当k=3时，7.4多进制数字调制原理可以将MPSK信号码元表示式展开写成式中带宽和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。7.4多进制数字调制原理可以将MPSK信号码元表示式展开写2、正交相移键控(QPSK)a、4PSK常称为正交相移键控(QPSK)b、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。7.4多进制数字调制原理2、正交相移键控(QPSK)a、4PSK常称为正交相移键控(abk00900101127010180QPSK信号的编码7.4多进制数字调制原理格雷码的好处在于相邻相位所代表的两个比特只有一位不同。这样编码使一个比特误码的概率最大。abk00900101127010180QPSK信01001011参考相位图7-35QPSK信号的矢量图c、QPSK信号矢量图7.4多进制数字调制原理01001011参考相位图7-35QPSK信号的矢量图c、(a)波形和相位连续TTd、码元相位关系k称为初始相位，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：7.4多进制数字调制原理(a)波形和相位连续TTd、码元相位关系k称为初始相位，-sin0t相干载波产生相乘电路相乘电路/2相移串/并变换相加电路cos0tA(t)s(t)图7-37第一种QPSK信号产生方法ab3、QPSK调制a、相乘电路法7.4多进制数字调制原理-sin0t相干载相乘相乘/2串/并相加cos0tA(串/并变换相位选择带通滤波4相载波产生器1432ab图7-40选择法产生QPSK信号b、选择法7.4多进制数字调制原理串/并相位带通4相载波1432ab图7-40选择法载波提取相乘低通抽判/2相乘低通抽判并/串A(t)s(t)abcos0t-sin0t定时提取图7-41QPSK信号解调原理方框图4、QPSK解调a、原理方框图7.4多进制数字调制原理载波相乘低通抽判/2相乘低通抽判并/串A(t)s(t)aba、QPSK体制的缺点：相邻码元最大相位差达到180°，在频带受限系统中会引起信号包络的很大起伏。b、偏置QPSK的改进：为了减小此相位突变，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。5、偏置QPSK(OQPSK)7.4多进制数字调制原理a、QPSK体制的缺点：相邻码元最大相位差达到180°，在频c、OQPSK和QPSK的唯一区别在于：对于QPSK，上表中的两个比特a和b的持续时间原则上可以不同；而对于OQPSK，a和b的持续时间必须相同。7.4多进制数字调制原理c、OQPSK和QPSK的唯一区别在于：对于QPSK，上表中a1a3a5a7a2a6a4a8a2a4a1a3a5a7a6a8d、OQPSK信号的波形与QPSK信号波形的比较7.4多进制数字调制原理a1a3a5a7a2a6a4a8a2a4a1a3a5a7a67.4.4多进制差分相移键控(MDPSK)1、基本原理7.4多进制数字调制原理◆MDPSK信号和MPSK信号类似，只需把MPSK信号用的参考相位当作是前一码元的相位，把相移θk当作是相对于前一码元相位的相移。7.4.4多进制差分相移键控(MDPSK)1、基本原理7.abkA方式B方式0090135010451127031510180225◆

QDPSK信号编码方式：7.4多进制数字调制原理abkA方式B方式009013501045112abcd码变换相加电路s(t)图7-43第一种QDPSK信号产生方法A(t)串/并变换-/4载波产生相乘电路相乘电路/42、产生方法a、第一种方法7.4多进制数字调制原理abcd码相加s(t)图7-43第一种QDPSK信号产生方只读存储器TTakbkckdkdk-1ck-1图7-44码变换器码变换器的电路b、第二种方法：和QPSK信号的选择法原理相同，只是在串/并变换后需要增加一个“码变换器”。7.4多进制数字调制原理只读TTakbkckdkdk-1ck-1图7-44码变图7-45A方式QDPSK信号解调方法bacdA(t)-/4相乘电路相乘电路/4s(t)低通滤波低通滤波抽样判决抽样判决并/串变换逆码变换定时提取载波提取3、解调方法：有极性比较法和相位比较法两种。a、极性比较法：原理方框图（A方式）7.4多进制数字调制原理图7-45A方式QDPSK信号解调方法bacdA(t)-dk-1ck-1＋延迟T＋延迟T＋交叉直通电路图7-46逆码变换器原理方框图dkckbkakdk-1ck-1逆码变换器原理方框图7.4多进制数字调制原理dk-1ck-1＋延迟T＋延迟T＋图7-46逆码变换器原理b、相位比较法:原理方框图A(t)-/4相乘电路相乘电路/4s(t)低通滤波低通滤波抽样判决抽样判决并/串变换定时提取延迟T7.4多进制数字调制原理b、相位比较法:A(t)-/4相乘相乘/7.5.1MASK系统的抗噪声性能7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能抑制载波的2ASK平均功率：7.5.1MASK系统的抗噪声性能7.5多进制数字调制系7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能Per(dB)7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能Per(dB)7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能7.5.2MFSK系统的抗噪声性能1、非相干解调时的误码率7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能7.5.2MFSK系统的抗噪声性能7.5多进制数字调制系(a)非相干解调rbPe7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能(a)非相干解调rbPe7.5多进制数字调制系统的抗噪声相干解调时的误码率7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能相干解调时的误码率7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能(b)相干解调Perb7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能(b)相干解调Perb7.5多进制数字调制系统的抗噪声性7.5.3MPSK系统的抗噪声性能1、QPSK系统的性能7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能7.5.3MPSK系统的抗噪声性能7.5多进制数字调制系Perb

(dB)7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能Perb(dB)7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能7.5.4MDPSK系统的抗噪声性能Perb(dB)7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能7.5.4MDPSK系统的抗噪声性能Perb(dB)7.57.6小结7.6小结7.1二进制数字调制原理7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能7.3二进制数字调制系统的性能比较7.4多进制数字调制原理7.5多进制数字调制系统的抗噪声性能7.6小结第7章数字带通传输系统7.1二进制数字调制原理第7章数字带通传输系统1、基带传输2、频带传输数字调制传输系统定义：用数字基带信号调制载波的一种传输系统，这个系统也称为数字带通传输系统。★数字信号的传输方式7.1二进制数字调制原理1、基带传输★数字信号的传输方式7.1二进制数字调制原理实现数字调制技术有两种方法：1、利用模拟调制方法把数字基带信号当成模拟信号2、利用开关键控方法数字基带信号的离散取值类似于开关7.1二进制数字调制原理实现数字调制技术有两种方法：7.1二进制数字调制原理数字调制分类:1、振幅键控（ASK）2、频移键控（FSK）3、相移键控（PSK）振幅键控 频移键控

相移键控7.1二进制数字调制原理数字调制分类:振幅键控 频移键控 相移键控7.7.1.1二进制振幅键控(2ASK，OOK)1、基本概念（1）时间表达式及波形7.1二进制数字调制原理s(t)为随机的单极性矩形脉冲序列。7.1.1二进制振幅键控(2ASK，OOK)1、基本概时间波形：

也称通断键控OOK。7.1二进制数字调制原理时间波形：

也称通断键控OOK。7.1二进制数字调制原理a、模拟调制法：b、数字键控法：（2）调制方法7.1二进制数字调制原理a、模拟调制法：b、数字键控法：（2）调制方法7.1二进制数a、非相干接收（包络解调）各点波形见下图b、相干接收（3）解调方法7.1二进制数字调制原理a、非相干接收（包络解调）b、相干接收（3）解调方法7.1二7.1二进制数字调制原理7.1二进制数字调制原理2、功率谱密度（1）功率谱密度表达式7.1二进制数字调制原理2、功率谱密度（1）功率谱密度表达式7.1二进制数字调制原（2）功率谱图和带宽7.1二进制数字调制原理（2）功率谱图和带宽7.1二进制数字调制原理7.1二进制数字调制原理总结：2ASK信号功率谱密度的特点如下：

a、由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定。

b、已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍，即B2ASK＝2fs7.1二进制数字调制原理总结：2ASK信号功率谱密度的特点如1、基本概念7.1.2二进制频移键控(2FSK)（1）时间表达式及波形7.1二进制数字调制原理1、基本概念7.1.2二进制频移键控(2FSK)（1）时间2FSK信号可看成由两个2ASK信号相加构成。7.1二进制数字调制原理2FSK信号可看成由两个2ASK信号相加构成。7.1二进制数a、模拟调制法：b、数字键控法：（2）调制方法7.1二进制数字调制原理a、模拟调制法：b、数字键控法：（2）调制方法7.1二进制a、非相干法（包络解调）（3）解调方法（5种）7.1二进制数字调制原理a、非相干法（包络解调）（3）解调方法（5种）7.1二进制数b、相干法解调7.1二进制数字调制原理b、相干法解调7.1二进制数字调制原理c、过零检测法7.1二进制数字调制原理c、过零检测法7.1二进制数字调制原理d、鉴频器法e、差分相干法7.1二进制数字调制原理d、鉴频器法e、差分相干法7.1二进制数字调制原理（1）功率谱密度表达式2、功率谱密度令概率P=½，只需将2ASK信号频谱中的fc分别替换为f1和f2，然后代入上式，即可得到7.1二进制数字调制原理（1）功率谱密度表达式2、功率谱密度令概率P=½，只需7.1二进制数字调制原理7.1二进制数字调制原理(2)功率谱密度示意图和带宽7.1二进制数字调制原理(2)功率谱密度示意图和带宽7.1二进制数字调制原理总结：a、相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成；b、连续谱的形状若|f1–f2|<fs，连续谱在fc处出现单峰；若|f1–f2|>fs，则出现双峰；c、若以功率谱第一个零点之间的频率间隔计算2FSK信号的带宽，则其带宽近似为7.1二进制数字调制原理总结：a、相位不连续2FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成1、基本概念7.1.3二进制相移键控(2PSK)（1）时间表达式及波形以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对相移方式。7.1二进制数字调制原理1、基本概念7.1.3二进制相移键控(2PSK)（1）时间波形：(a)A方式(b)B方式矢量图表示：7.1二进制数字调制原理时间波形：(a)A方式(b)B方式矢量图表示：7.1a、模拟调制法：b、数字键控法：（2）调制方法7.1二进制数字调制原理a、模拟调制法：b、数字键控法：（2）调制方法7.1二进制数（3）解调方法7.1二进制数字调制原理（3）解调方法7.1二进制数字调制原理若P=1/2，则2PSK信号的功率谱密度为：（1）功率谱密度表达式2、功率谱密度和带宽7.1二进制数字调制原理若P=1/2，则2PSK信号的功率谱密度为：（1）功率谱密（2）功率谱图和带宽7.1二进制数字调制原理（2）功率谱图和带宽7.1二进制数字调制原理7.1二进制数字调制原理总结：2PSK信号功率谱密度的特点如下：

a、由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，若0、1等概，则没有离散谱。b、已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍，即B2PSK＝2fs7.1二进制数字调制原理总结：2PSK信号功率谱密度的特点如2PSK缺陷：（1）在2PSK信号的载波恢复过程中存在着的相位模糊，称“倒π”现象或“反相工作”。（2）信号波形有可能出现长时间连续的正弦波形，定时信息无法提取。7.1二进制数字调制原理2PSK缺陷：（2）信号波形有可能出现长时间连续的正弦波形，1、基本概念7.1.4二进制差分相移键控（2DPSK）（1）表达方法及波形2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，又称相对相移键控。7.1二进制数字调制原理1、基本概念7.1.4二进制差分相移键控（2DPSK）（1时间波形：7.1二进制数字调制原理时间波形：7.1二进制数字调制原理2DPSK信号的矢量图：(a)A方式(b)B方式在B方式中，在相邻码元之间必定有相位突跳。在接收端检测此相位突跳就能确定每个码元的起止时刻。7.1二进制数字调制原理2DPSK信号的矢量图：(a)A方式(b)B方式在B先进行差分编码，即绝对码变换成相对码（差分码），然后再根据相对码进行绝对调相。（2）调制方法7.1二进制数字调制原理先进行差分编码，即绝对码变换成相对码（差分码），然后再根据相a、相干解调(极性比较法)加码反变换法各点波形图如下（3）解调方法7.1二进制数字调制原理a、相干解调(极性比较法)加码反变换法各点波形图如下（3）解7.1二进制数字调制原理7.1二进制数字调制原理b、差分相干解调(相位比较）法各点波形图如下7.1二进制数字调制原理b、差分相干解调(相位比较）法各点波形图如下7.1二进制数字7.1二进制数字调制原理7.1二进制数字调制原理2DPSK可以与2PSK具有相同形式的表达式。因此，2DPSK信号和2PSK信号的功率谱密度是完全一样的。信号带宽为2、功率谱密度和带宽7.1二进制数字调制原理2DPSK可以与2PSK具有相同形式的表达式。因此，2DPS★分析条件假设信道特性是恒参信道，在信号的频带范围内具有理想矩形的传输特性(可取其传输系数为K)；信道噪声是加性高斯白噪声。并且认为噪声只对信号的接收带来影响。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能★分析条件假设信道特性是恒参信道，在信号的频带范围内具有理想1、同步检测法的系统性能7.2.12ASK系统的抗噪声性能a、分析模型7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能1、同步检测法的系统性能7.2.12ASK系统的抗噪声性能b、计算在每一段时间Ts内，接收端的输入波形为n(t)为窄带高斯噪声，其均值为0，方差为n2，且可表示为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能b、计算在每一段时间Ts内，接收端的输入波形为n(t)为窄带接收波形为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能接收波形为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能接收波形的一维概率密度函数图7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能接收波形的一维概率密度函数图7.2二进制数字调制系统的抗噪声若取判决门限为b，规定判决规则

x>b时，判为“1”

x

b时，判为“0”7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能若取判决门限为b，规定判决规则7.2二进制数字调制系统的抗噪同步检测时2ASK系统的总误码率为★最佳门限(1)图形求解：取P(1)f1(x)与P(0)f0(x)两条曲线交点b*时，阴影面积最小。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能同步检测时2ASK系统的总误码率为★最佳门限7.2二进制数字（2）从公式求解若发“1”和“0”等概，则最佳判决门限为b*=a/2此时，系统误码率为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能（2）从公式求解若发“1”和“0”等概，则最佳判决门限为b*式中，r为解调器输入端的定义信噪比当r>>1，即大信噪比时，上式可近似表示为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能式中，r为解调器输入端的定义信噪比当r>>1，即大信噪比2、包络检波法的系统性能a、分析模型b、计算7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能2、包络检波法的系统性能a、分析模型b、计算7.2二进制数字包络发“1”时发“0”时一维概率密度函数分别为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能包络发“1”时发“0”时一维概率密度函数分别为7.2二进制数接收波形的一维概率密度函数图7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能接收波形的一维概率密度函数图7.2二进制数字调制系统的抗噪声7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能故系统的总误码率为★最佳门限★实际情况，系统总是工作在大信噪比下7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能故系统的总误码率为★最佳门限★实际情况，系统总是工作在大信噪当r

时，上式的下界为★结论：在相同的信噪比条件下，同步检测法的抗噪声性能优于包络检波法，但在大信噪比时，两者性能相差不大。然而，包络检波法不7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能当r时，上式的下界为★结论：在相同的信噪比条件下，Example7-1：设有一2ASK信号传输系统，其码元速率为RB=4.8×106波特，发“1”和发“0”的概率相等，接收端分别采用同步检测法和包络检测法解调。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能需要相干载波，因而设备比较简单。另外，包络检波法存在门限效应，同步检测法无门限效应。Example7-1：设有一2ASK信号传输系统，其码元速7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能已知接收端输入信号的幅度a=1mV，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度n0=2×10-15W/Hz。试求：（1）同步解调时系统的误码率；（2）包络解调时系统的误码率。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能已知接收端输入信号的幅度7.2.22FSK系统的抗噪声性能

1、同步检测法的系统性能a、系统模型7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能7.2.22FSK系统的抗噪声性能1、同步检测法的系统性式中，n1(t)和n2(t)分别为两个带通滤波器的输出噪声——窄带高斯噪声b、计算7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能式中，n1(t)和n2(t)分别为两个带通滤波器的输出噪声—上支路下支路7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能上支路x1(t)和x2(t)抽样值的一维概率密度函数分别为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能x1(t)和x2(t)抽样值的一维概率密度函数分别为7.2二同理可得采用同步检测时2FSK系统的总误码率为在大信噪比条件下，上式可以近似表示为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能同理可得采用同步检测时2FSK系统的总误码率为在大信噪比条件2、包络检波法的系统性能a、分析模型7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能2、包络检波法的系统性能a、分析模型7.2二进制数字调制系统两路包络检波器的输出上支路：下支路：b、计算7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能两路包络检波器的输出b、计算7.2二进制数字调制系统的抗噪同理2FSK信号包络检波时系统的总误码率为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能同理2FSK信号包络检波时系统的总误码率为7.2二进制数字调7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能★结论:将上式与2FSK同步检波时系统的误码率公式比较可见，在大信噪比条件下，2FSK信号包络检波时的系统性能与同步检测时的性能相差不大，但同步检测法的设备却复杂得多。因此，在满足信噪比要求的场合，多采用包络检波法。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能★结论:将上式与2FSKExample7-2：采用2FSK方式在等效带宽为2400Hz的传输信道上传输二进制数字。2FSK信号的频率分别为f1=980Hz，f2=1580Hz，码元速率RB=300B。接收端输入（即信道输出端）的信噪比为6dB。试求：7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能Example7-2：采用2FSK方式在等效带宽为24007.2二进制数字调制系统的抗噪声性能（1）2FSK信号的带宽；（2）包络检波法解调时系统的误码率；（3）同步检测法解调时系统的误码率。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能（1）2FSK信号的带宽7.2.32PSK和2DPSK系统的抗噪声性能1、2PSK相干解调系统性能a、分析模型7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能7.2.32PSK和2DPSK系统的抗噪声性能1、2PSb、分析计算经过相干解调后，送入抽样判决器的输入波形为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能b、分析计算经过相干解调后，送入抽样判决器的输入波形为7.2x(t)的一维概率密度函数为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能x(t)的一维概率密度函数为7.2二进制数字调制系统的抗噪声故2PSK信号相干解调时系统的总误码率为在大信噪比条件下，上式可近似为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能故2PSK信号相干解调时系统的总误码率为在大信噪比条件下，上2、2DPSK信号相干检测──码变换方法的误码率a、分析模型b、分析计算7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能2、2DPSK信号相干检测──码变换方法的误码率a、分析模只需在2PSK信号相干解调误码率公式基础上再考虑码反变换器对误码率的影响即可，其简化模型如下码反变换器对误码的影响7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能只需在2PSK信号相干解调误码率公式基础上再考虑码反变换器对（连续2个错码时）（连续n个错码时）设Pe为码反变换器输入端{bn}的误码率，Pe

为输出端绝对码序列{an}的误码率，由以上分析可得7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能（连续2个错码时）（连续n个错码时）设Pe为码反变换器输7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能式中Pn为码反变换器输入端{bn}序列连续出现n个错码的概率，进一步讲，它是“n个码元同时出错，而其两端都有1个码元不错”这一事件概率。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能式中Pn为码反变换器输入总误码率当Pe<<1时，式子可近似为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能Pe‘总是大于Pe

。也就是说，反变换器总是使误码率增加，增加的系数在1~2之间变化。总误码率当Pe<<1时，式子可近似为7.2二进制数字调制3、2DPSK信号的差分相干解调a、分析模型b、分析计算7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能3、2DPSK信号的差分相干解调a、分析模型b、分析计算7.假设当前发送的是“1”，且令前一个码元也是“1”（也可以令其为“0”）低通滤波器的输出为经抽样后的样值为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能假设当前发送的是“1”，且令前一个码元也是“1”（也可以令其然后，按下述判决规则判决：若x>0，则判为“1”——正确接收若x<0，则判为“0”——错误接收利用恒等式7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能然后，按下述判决规则判决：利用恒等式7.2二进制数字调制系统令由随机过程的知识，R1的一维分布服从广义瑞利分布，R2的一维分布服从瑞利分布，最终得到7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能令由随机过程的知识，R1的一维分布服从广义瑞利分布，R2同理，因此，2DPSK信号差分相干解调系统的总误码率为7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能同理，因此，2DPSK信号差分相干解调系统的总误码率为7.27.2二进制数字调制系统的抗噪声性能Example7-3：假设采用2DPSK方式在微波线路上传送二进制数字信息。已知码元速率RB=106Baud，信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度n0=2×10-10W/Hz。今要求误码率不大于10-4。试求7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能Example7-3：7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能(1)采用差分相干解调时，接收机输入端所需的信号功率；(2)采用相干解调-码反变换时，接收机输入端所需的信号功率。7.2二进制数字调制系统的抗噪声性能(1)采用差分相干解调时7.3二进制数字调制系统的性能比较1、带宽(码元时间宽度为Ts时)2ASK、2PSK、2DPSK相同，均为2/Ts；2FSK为|f2－f1|＋2/Ts

2、误码率2ASK、2FSK、2PSK在不同接收情况下的性能如下7.3二进制数字调制系统的性能比较1、带宽(码元时间宽度为2DPSK2PSK2FSK2ASK非相干解调相干解调7.3二进制数字调制系统的性能比较2DPSK2PSK2FSK2ASK非相干解调相干解调7.3误码率曲线：7.3二进制数字调制系统的性能比较误码率曲线：7.3二进制数字调制系统的性能比较(1)对于同一种调制方式，采用相干接收比非相干接收性能好些；(2)对于不同的调制方式，PSK性能最好，FSK次之，ASK最差。3、对信道特性变化的敏感性7.3二进制数字调制系统的性能比较(1)对于同一种调制方式，采用相干接收比非相干接收性能好些；7.3二进制数字调制系统的性能比较★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。7.3二进制数字调制系统的性能比较★在2FSK系统中，判决7.3二进制数字调制系统的性能比较因此，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。7.3二进制数字调制系统的性能比较因此，接收机总能保持工作4、设备的复杂程度发送端：设备复杂程度不相上下；接收端：相干比非相干复杂；非相干接收，2DPSK设备最复杂。5、应用相干2DPSK，用于高速数传；非相干2FSK用于中、低速数传。7.3二进制数字调制系统的性能比较4、设备的复杂程度7.3二进制数字调制系统的性能比较概述：7.4多进制数字调制原理◆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，每比特的能量Eb等于E/k。故有概述：7.4多进制数字调制原理◆为了提高频带利用率，最有效7.4.1多进制数字振幅调制（MASK）1、概念7.4多进制数字调制原理多进制振幅键控又称多电平调制优点：MASK信号的带宽和2ASK信号的带宽相同，故单位频带的信息传输速率高，即频带利用率高。7.4.1多进制数字振幅调制（MASK）1、概念7.4多(b)MASK信号(a)基带多电平单极性不归零信号0010110101011110000t0t01011010101111002、举例a、基带信号是多进制单极性不归零脉冲7.4多进制数字调制原理(b)MASK信号(a)基带多电平单极性不归零信号0010101101010111100000t(c)基带多电平双极性不归零信号00000t01011010101111(d)抑制载波MASK信号b、基带信号是多进制双极性不归零脉冲7.4多进制数字调制原理0101101010111100000t(c)基带多电平双(a)4FSK信号波形f3f1f2f4TTTTtf1f2f3f400011011(b)4FSK信号的取值7.4.2多进制频移键控(MFSK)1、4FSK信号波形举例7.4多进制数字调制原理(a)4FSK信号波形f3f1f2f4TTTTtf1f2f2、MFSK信号的带宽：

B=fM-f1+f

式中

f1－最低载频

fM－最高载频

f－单个码元的带宽7.4多进制数字调制原理2、MFSK信号的带宽：7.4多进制数字调制原理V1(t)抽样判决带通滤波f1包络检波带通滤波fM包络检波输入输出VM(t)定时脉冲带通滤波f2包络检波........3、MFSK非相干解调器的原理方框图7.4多进制数字调制原理V1(t)带通滤波包络检波带通滤波包络检波输入输出VM(t)一个MPSK信号码元可以表示为通常M取2的某次幂：M=2k，k=正整数7.4.3多进制相移键控(MPSK)1、基本原理7.4多进制数字调制原理一个MPSK信号码元可以表示为7.4.3多进制相移键控(M图7-348PSK信号相位在下图中示出当k=3时，k取值的一例。对于多进制PSK信号，需要用两个正交的相干载波解调。7.4多进制数字调制原理图7-348PSK信号相位在下图中示出当k=3时，7.4多进制数字调制原理可以将MPSK信号码元表示式展开写成式中带宽和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。7.4多进制数字调制原理可以将MPSK信号码元表示式展开写2、正交相移键控(QPSK)a、4PSK常称为正交相移键控(QPSK)b、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。7.4多进制数字调制原理2、正交相移键控(QPSK)a、4PSK常称为正交相移键控(abk00900101127010180QPSK信号的编码7.4多进制数字调制原理格雷码的好处在于相邻相位所代表的两个比特只有一位不同。这样编码使一个比特误码的概率最大。abk00900101127010180QPSK信01001011参考相位图7-35QPSK信号的矢量图c、QPSK信号矢量图7.4多进制数字调制原理01001011参考相位图7-35QPSK信号的矢量图c、(a)波形和相位连续TTd、码元相位关系k称为初始相位，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：7.4多进制数字调制原理(a)波形和相位连续TTd、码元相位关系k称为初始相位，-sin0t相干载波产生相乘电路相乘电路/2相移串/并