通信原理I第24次课教案

PAGE16.5.3多进制相移调制原理（续）2.四相绝对相移键控（4PSK或QPSK）（续）(4)系统中QPSK信号的产生方法①调相法（正交调制法）由正交调制表示式(6.5.16)便可得到产生系统QPSK信号的调相法。当分别取、、、时，则有，，于是，式(6.5.16)中的第一项和第二项就是分别对正交载波及进行的2PSK调制，如图6.5.8所示。2PSK2PSK“0”“0”“1”“1”++QPSK信号信道信道二进制双极性不归零序列串/并变换图6.图6.5.9在调相法中，串/并变换器将输入的二进制双极性不归零序列依次分为两个并行的速率减半的二进制序列，得到基带信号波形和，如图6.5.9所示。这两个支路信号在各自信道中进行的2PSK调制后，再将它们相加即可即得②选择法从理论上讲，还可以采用选择法产生系统的QPSK信号，其原理方框图示于图6.5.10中。这时输入二进制序列先经过串/并变换后用于控制一个相位选择电路，按照当时的输入双比特，决定选择哪个相位的载波输出。相位、、和是按B方式规定的4种相位。图6.(5)QPSK信号的功率谱密度由于QPSK信号是两个正交载波的2PSK线性叠加而成，所以QPSK信号的功率谱密度是两支路2PSK信号功率谱密度的线性叠加，见图6.00（a）二进制双极性不归零序列的功率谱密度00（b）QPSK信号功率谱密度图6.5.(6)QPSK信号带宽图6.5.11表示在2PSK及QPSK的传信率相同时，QPSK(6.5.18)3.MPSK信号的功率谱密度图6.5.13示出了信息速率相同时2PSK、QPSK和8PSK图6.4.MPSK信号带宽及系统的频带利用率一般地，对于MPSK信号其带宽为(6.5.19)式中，。(6.5.20)(6.5.21)例6.5.1传码率为200baud，试比较8ASK、8FSK和8PSK系统的带宽（设8FSK的频谱配置使得功率谱主瓣刚好互不重叠）。解：例6.5.2采用8PSK调制传输4800bit/s数据。(1)信道带宽的最小理论值是多少?(2)谱零点带宽是多少？若传输带宽不变，而数据率加倍，则调制方式作何改变？解：(1),，故信道带宽的最小理论值。(2)，。或者，。若数据率加倍至，传输带宽仍为，则有于是得，即应采用64进制数字调制方式，如64QAM。6.6无码间干扰的数字调制系统本节将数字基带系统无码间干扰条件用于数字调制系统，并讨论余弦滚降数字调制系统的有关问题。6.6.1数字调制系统无码间干扰条件1.线性数字调制系统数字调制系统也可分为线性调制和非线性调制两类：·ASK、PSK等属于线性已调信号；·FSK等属于非线性已调信号。这里，我们只分析线性调制系统的无码间干扰条件。2.无码间干扰的线性数字调制系统模型可用图6.6.1来分析线性数字调制系统的无码间干扰条件。图6.6.1线性数字调制系统示意图图中:为数字基带信号的基本波形，为数字已调信号的波形，表示数字基带系统的频率特性，为数字调制系统的频率特性。、和分别为发送滤波器、信道及接收滤波器的传递函数。3.线性数字调制系统的无码间干扰条件在图6.6.1中，当LPF的频率特性在频率范围内为常数时（在实际工程中应满足此条件），可以近似用来表示。则与的关系为（6.6其中，信道频率特性为(6.6.2)式中，，为的傅里叶变换。一般称为发送滤波器的频率特性，实际上，它包含了实际发送滤波器的频率特性和数字已调信号的频谱特性。由式（6.6.1）可见，将无码间干扰的数字基带系统的频率特性线性平移至载频两侧，就是无码间干扰的线性数字调制系统的频率特性。根据第5章的分析结论，当冲激响应满足式（5.4.5）时，则解调器的输出信号无码间干扰，即数字调制系统无码间干扰。此时，图6.6.1的各点波形如图6.6.2所示。图6.6.2无码间干扰时的各点波形6.6.2余弦滚降特性1.线性数字调制系统的频率特性工程上最常用的是余弦滚降频率特性，图6.6.3给出了余弦滚降线性数字调制系统的频谱特性示意图。图6.6.3无码间干扰余弦滚降频率特性2.无码间干扰的2ASK、2PSK系统①2ASK、2PSK系统的信道带宽由图6.6.3可得2ASK、2PSK系统的信道带宽为(6.6②2ASK、2PSK系统的频带利用率（的最大值）(6.6.4(6.6.53.无码间干扰的MASK、MPSK系统①MASK、MPSK系统的信道带宽（亦即信号带宽）(6.6式中：，并且有。②MASK、MPSK系统的频带利用率（的最大值）(6.6.7(6.式（6.6.8）表明，线性数字调制系统的频带利用率随进制数的增大而增大。例6.6.1(1)采用