多进制数字调制系统课件.ppt

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1、2021/8/311铁道信号专业----《现代通信原理》课程主讲：梅容芳地点：计算机2室第四模块：数字调制系统项目4-3：多进制数字调制系统2021/8/312项目准备探讨多进制数字调制的类型？检索先进的数字调制技术类型有哪些？检索GMSK和QPSK的涵义？2021/8/313项目目标掌握多进制数字调制技术的分类了解多进制数字调制信号的产生过程了解多进制数字调制信号的解调过程2021/8/314项目任务任务一：多进制数字键控的类型任务二：多进制振幅键控(MASK)任务三：多进制频移键控(MFSK)任务四：多进制相移键控(MPSK)任务五：多进制差分相移键控

2、(MDPSK)任务六：振幅相位联合键控(APK)任务七：多进制数字键控实用系统举例任务一：基本的数字调制技术类型正弦形载波：或式中，A－振幅(V)；f0－频率(Hz)；0=2f0－角频率(rad/s)；为初始相位(rad)。3种基本的调制制度：振幅键控ASK频移键控FSK相移键控PSKTTT“1”“1”“0”“1”“1”“0”T5任务一：多进制数字键控的类型码元信噪比r：－信号码元功率和噪声功率之比－码元能量和噪声单边功率谱密度之比对于M进制，1码元中包含k比特的信息：k=log2M码元能量E平均分配到每比特的能量Eb等于E/k，故有式中，rb是每比

3、特的能量和噪声单边功率谱密度之比。在研究不同M值下的误码率时，适合用rb为单位来比较。6任务二：多进制振幅键控(MASK)多电平单极性不归零信号MASK信号（图a图b）多电平双极性不归零信号抑制载波MASK信号（图c图d）图示为4ASK信号：每码元含2比特(a)基带多电平单极性不归零信号(b)MASK信号0010110101011110000t0t0101101010111100000101101010111100000t00000t01011010101111(c)基带多电平双极性不归零信号(d)抑制载波MASK信号7MASK信号带宽MASK信号

4、可以看成是多个2ASK信号的叠加。∴两者带宽相同。MASK信号的频带利用率，超过奈奎斯特准则：基带信号－2b/sHz2ASK信号－1b/sHzMASK信号缺点：受信道衰落影响大。0t0101101010111100000t01011010101111000001010t10101011110000001t101010111100008抑制载波MASK信号的误码率式中，M－进制数，或振幅数；r－信号平均功率与噪声功率比。当M=2时，上式变成即2PSK相干解调误码率公式。110-110-210-310-410-510-6Per(dB)9任务三：多进制频移键

5、控(MFSK)基本原理MFSK的码元采用M个不同频率的载波。设f1为其最低载频，fM为其最高载频，则MFSK信号的带宽近似等于fM-f1+f，其中f是单个码元的带宽，它决定于信号传输速率。TTTTf3f1f2f410非相干解调时的误码率MFSK信号非相干解调器的原理方框图M个带通滤波器的输出中仅有一个是信号加噪声，其他各路都是只有噪声。故这(M-1)路噪声的包络都不超过某个门限电平h的概率等于式中，P(h)－1路滤波器的输出噪声包络h的概率。V1(t)带通滤波f1抽样判决包络检波带通滤波fM包络检波定时脉冲输入输出VM(t)::11任务四：多进制相移键

6、控(MPSK)基本原理：MPSK信号码元可以表示为式中，k－受调制的相位，其值决定于基带码元的取值；A－信号振幅，为常数；k=1,2,…,M。令A=1，然后将其展开写成式中，由上式看出，M-PSK信号码元可以看作是两个正交的MASK信号码元之和。因此，其带宽和后者的带宽相同。12正交相移键控(QPSK)编码规则：A和B两种编码方式格雷(Gray)码规律：相邻k之间仅差1比特。格雷码优点：误比特律小。abkA方式B方式0002251090315111804501270135序号格雷码二进制码12340000001000110001000

7、000010010001056780101011101100100010001010110011191011121314151611001110111111011001101110101000100010011010101111001101111011110111001045参考相位00101101参考相位(a)A方式(b)B方式13产生方法第一种方法：相乘法二进制码元“1”双极性脉冲“+1”二进制码元“0”双极性脉冲“-1”cos(0t+/2)=-sin0t载波产生相乘电路相乘电路/2移相串/并变换相加电路cos0tA(t)s(t)图6.

8、7.8第一种QPSK信号产生方法ab01110010a(1)a(0