射频调制第三章数字调制

射频调制第三章数字调制第1页，课件共27页，创作于2023年2月3.3.1二元信号与多元信号二元信号 取“0”或“1”，或取“–1”或“+1”

信息量比特参数：比特时间间隔

Tb符号间隔（波形间隔）Ts相同第2页，课件共27页，创作于2023年2月信息量比特

多元信号－－取多个离散电平(例如4电平）4电平信号形成方法比特间隔Tb

符号间隔Ts

不相同优点：在相同比特率下，基带调制信号的带宽减小一倍已调波的带宽缩小一倍调制的频谱效率高第3页，课件共27页，创作于2023年2月3.3.2基函数富里叶级数的基函数：一个有限持续时间信号x(t)展开成富里叶级数（）重要特点：富里叶级数的基函数正交，对于任何，有：

第4页，课件共27页，创作于2023年2月用正交基函数的线性组合来表示已调信号其中满足正交：m≠n

N称作“维”或AASK信号或FSK信号一维二维基函数－理解为已调信号载波问题：为什么要正交？第5页，课件共27页，创作于2023年2月3.3.3信号星座图通常一个已调信号可以表示成二个正交基函数的线性组合：①二个正交的基函数组成一个2维的座标平面②

把看成为2维正交座标系中一个点

③

把所有可被允许取的点标在这个2维座标系统中构成星座图或问题：星座图的用途？或A

1维第6页，课件共27页，创作于2023年2月星座图——基带信号调制后的位置信号点间的距离越大，误判概率越小判决边界AC/2判决边界基带信号或已调波受干扰AC/2判决困难误码率高判决边界第7页，课件共27页，创作于2023年2月3.3.4相关检测器解调——从已调波中提取基带信号解调过程——最大似然估计过程：将接收到的信号与可能发射的信号波形比较，判定最“像”的一个。方法：①

相乘——由于载波正交②积分（在一个符号周期内）——由于是数字信号③判决、清零（符号结束时）——由于是数字信号第8页，课件共27页，创作于2023年2月FSK信号相关接收机积分器实际上也是低通滤波器滤除相乘后的高频累加相乘后的基带信号条件：两个基函数（载波）正交第9页，课件共27页，创作于2023年2月3.3.5相干解调与非相干解调FSK非相干解调相关接收机——采用最大似然估计——称为相干解调相干解调关键——要求得到与载波信号同频同相的参考信号接收效果——最佳非相干解调——不需要严格同步的参考信号第10页，课件共27页，创作于2023年2月3.4二元数字调制二元——用两种波形表示数字信号“0”和“1”BASKBPSKBFSK讨论内容：①表达式与波形②频谱与带宽③星座图④实现方法⑤

解调方法⑥

误码率第11页，课件共27页，创作于2023年2月3.4.1BPSK用载波的两个相位代表“0”和“1”

宽度为Tb，幅度为±1的矩形脉冲，代表“0”、“1”星座图：一维表达式：

0≤t≤Tb调制实现方法：第12页，课件共27页，创作于2023年2月波形特点：两信号相乘已调波等幅频谱时域——两信号相乘频域——基带信号线性搬移时域波形基带信号0频谱BPSK带宽：基带信号的两倍第13页，课件共27页，创作于2023年2月BPSK的错误概率：()——在一比特内的信号功率——白噪声功率谱密度信噪比越大误码率越小解调方法——相干解调

0≤t≤Tb第14页，课件共27页，创作于2023年2月3.4.2BFSK表达式：可取（0，Ac）或（Ac，0）

波形：对频偏的要求？基函数在[0，Tb]上应正交即：满足正交的最小频率间隔为或第15页，课件共27页，创作于2023年2月BFSK星座图BFSK的带宽采用卡尔逊公式，带宽近似等于其中，所以，BFSK带宽为：在正交情况下，有第16页，课件共27页，创作于2023年2月BFSK实现方法BFSK相干解调BFSK非相干解调第17页，课件共27页，创作于2023年2月BFSK误码率BPSK误码率为：BFSK的比特能量为

——与BPSK相同BFSK误码率为：（为噪声功率谱）结论：与BPSK相比，能量相同，BFSK损失信噪比3dB。第18页，课件共27页，创作于2023年2月3.5正交调制特点：①2维调制——两个基函数是正交②多元调制——在一个符号时间间隔Ts中传输多个比特表达式：（0≤t<T

）其中和为+1或–1，分别代表数据“1”和“0”

星座图

k=1,3,5,7；0≤t≤TsQPSK又可表示为：QPSK——4相调制基带调制信号4电平每个符号中含2比特信息第19页，课件共27页，创作于2023年2月二进制信号变换为4电平信号的方法——数据流串并变换时钟CLK同基带信号比特率比特时间间隔符号时间间隔符号时间间隔变换后符号时间间隔变大一倍，符号率降低一倍得到I、Q两路基带信号第20页，课件共27页，创作于2023年2月QPSK波形I、Q组合——00、01、10、11——4电平用载波4相位代表基带4电平第21页，课件共27页，创作于2023年2月QPSK实现方法QPSK的相干解调第22页，课件共27页，创作于2023年2月QPSK与BPSK相比，其性能有那些改善？①频带在相同的比特率条件下，由于QPSK的符号率

比BPSK低一倍，所以QPSK的频带宽度小一半。

BPSKQPSK②

误码率①从星座图看——两点间的距离QPSK小2AC②从解调时积分时间看——QPSK的符号时间Ts

长结论：QPSK与BPSK的误码率相同信号功率相同时哪个的误码率高？,第23页，课件共27页，创作于2023年2月3.5.2OQPSKQPSK缺点：相位突变厉害

功率放大器的非线性容易引起频谱再生改进：减少相位突变——OQPSK（＋1，＋1）（－1，－1）相位突变180度（0，0）第24页，课件共27页，创作于2023年2月OQPSK调制方框图特点：其中一支路数据流，在时间上滞后半个符号周期，即一个比特间隔则：

IQ基带信号的两个数据不会同时发生或的跳变结果：调制后信号的最大相位瞬时突变为

第25页，课件共27页，创作于2023年2月数字调制小结：①大多采用多元正交调制——

典型的是QPSK多元——在相同的比特率下降低了符号率，缩小已调波频带正交——相同载频②相干解调、最大似然估计（利用正交特性）发射时信号在同一处叠加频谱重叠相乘、积分、判决、清零模拟DSB相干解调（相乘、低通）第2