数字带通传输系统教案第七章ppt课件.ppt

第七章数字带通传输系统 主要内容 7 1数字带通传输系统概述7 2 5二进制数字调制与解调原理 2ASK 2FSK 2PSK 2DPSK7 6二进制数字调制系统的抗噪声性能7 7二进制数字调制系统的性能比较7 8 9多进制数字调制系统 MASK和MFSK QPSK和QDPSK7 10 11新型数字带通调制技术 正交振幅调制QAM 最小移频键控MSK 1 1 振幅相位联合键控 APK 2 正交调制模型3 正交振幅调制信号的表示4 16QAM产生方法5 QAM信号和PSK信号的性能比较6 16QAM实例7 例题 7 10新型数字带通调制技术 正交振幅调制QAM 2 振幅相位联合键控 APK 振幅相位联合键控 APK 振幅和相位都有几种取值 APK信号的一般表达式 e0 t ang t nTs cos ct n ang t nTs cos n cos ct ang t nTs sin n sin ct 令 ancos n Xn ansin n Yne0 t Xng t nTs cos ct Yng t nTs sin ct cos ct sin ct可见APK可以看作两个正交调制信号之和 3 正交调制模型 两个独立的正交双边带振幅调制之和 对两个相互正交的同频率载波进行双边带调制 合成起来就得到正交双边带调制信号 4 正交调制的多种形态 当Q t 和I t 是模拟信号 且Q t 是I t 的希尔伯特变换时 正交调制就变成了单边带调制 当Q t 和I t 是数字基带信号 且Q t 与I t 的取值为多幅度 即多电平时 就构成正交振幅调制 QAM QuadratureAmplitudeModulation QAM当Q t 和I t 是数字基带信号 且Q t 与I t 的取值为 1时 此时的4QAM就是QPSK 5 正交振幅调制 QAM QuadratureAmplitudeModulation 信号的表示 信号的一个码元可以表示为式中 k 整数 Ak和 k分别可以取多个离散值 上式可以展开为令Xk Akcos kYk Aksin k则信号表示式变为Xk和Yk也是可以取多个离散值的变量 sk t 是两个正交的振幅键控信号之和 正交振幅调制 QAM 6 QAM矢量图 4QAM 若 k 取 4和 4 Ak 取 A和 A 则 Xk和Yk 取 2 2 1 归一化 4QAM信号 两个幅度为 1的正交振幅键控信号之和4QAM就成为QPSK QPSK信号是一种QAM信号 Xk Akcos kYk Aksin k 7 16QAM矢量图 是两路四个幅度的正交振幅键控信号之和 8 64QAM和256QAM矢量图 64QAM是两路八个幅度的正交振幅键控信号之和256QAM是两路十六个幅度的正交振幅键控信号之和 9 16QAM产生方法 正交调幅法 两路独立的正交4ASK信号叠加 10 16QAM产生方法 复合相移法 两路独立的QPSK 大圆和小圆 信号叠加 11 16QAM信号和16PSK信号的性能比较 在平均功率相等条件下 16PSK信号的平均功率 振幅 就等于其最大功率 振幅 16QAM信号 在等概率条件下 其最大功率和平均功率之比等于1 8倍 即2 55dB 因此 16QAM比16PSK信号的噪声容限大4 12dB 在最大功率 振幅 相等的条件下 最大振幅AM相等 16PSK信号的相邻矢量端点的欧氏距离16QAM信号的相邻点欧氏距离d2超过d1约1 57dB d2和d1的比值代表这两种体制的噪声容限之比 12 QAM信号和PSK信号的性能比较 QAM比PSK信号的抗噪声能力更好 二者的信号带宽相同 频带利用率相同 13 一种用于调制解调器的传输速率为9600b s的16QAM方案 其载频为1650Hz 信道带宽为2400Hz 滚降系数为10 16QAM实例 14 例7 10 1采用4PSK或4QAM调制传输2400b s数据 1 最小理论带宽是多少 2 若传输带宽不变 而比特率加倍 则调制方式应如何改变 解 1 M 4 Rb 2400b s RB Rb log2M 1200Baud BMPSK 2B基 B基 min RB 2 600Hz 时 理论上最小 为乃奎斯特带宽 最小理论带宽是 BMPSK 2B基 2 RB 2 RBB4PSK 1200Hz 2 若BMPSK 1200Hz不变 Rb 4800b s 加倍 最小理论带宽BMPSK RB RB BMPSK 1200log2M Rb RB 4800 1200 4 M 24 16 应采用16QPSK 本例说明 在传输带宽不变的情况下 增加进制数可以提高信息速率 15 例7 10 2采用2PSK调制传输2400b s数据 最小理论带宽是多少 解 M 2 Rb 2400b s RB Rb 2400Baud 最小理论带宽是 B2PSK RB 2400Hz 本例说明 在相同信息速率下 增加进制数可以减小带宽 减小码元速率 提高频带利用率 比较 例7 10 1中采用4PSK调制 所需带宽B4PSK 1200Hz 是二进制的一半 16 例7 10 3采用MPSK调制传输9600b s数据 1 若M 4 最小理论带宽是多少 2 若传输带宽为2400Hz M 解 1 M 4 Rb 9600b s RB Rb log2M 4800Baud 最小理论带宽是 BMPSK RBB4PSK 4800Hz 2 若BMPSK 2400Hz 最小理论带宽BMPSK RB RB BMPSK 2400log2M Rb RB 9600 2400 4 M 24 16 应采用16QPSK或16QAM 17 例7 10 4采用16PSK调制传输9600b s数据 1 若基带信号频谱采用余弦滚降信号 滚降系数为 16PSK信号带宽是多少 2 若基带信号采用矩形波形 即100 占空比的NRZ信号 16PSK信号带宽是多少 解 1 Rb 9600b s RB Rb log2MBM