通信原理—基本的数字调制系统16讲

1、通信原理课件通信原理课件6.4 多进制数字调制系统多进制数字调制系统回顾第一章，考虑多进制通信有什么优势？回顾第一章，考虑多进制通信有什么优势？与二进制调制方式相比，多进制调制方式的特点与二进制调制方式相比，多进制调制方式的特点（1）在相同码元速率下，多进制数字调制系统的信息）在相同码元速率下，多进制数字调制系统的信息传输速率高于二进制数字调制系统；传输速率高于二进制数字调制系统；（2）在相同的信息速率下，多进制数字调制系统的码）在相同的信息速率下，多进制数字调制系统的码元传输速率低于二进制调制系统。元传输速率低于二进制调制系统。采用多进制数字调制的缺点是设备复杂，判决电平增采用多进制数字调制

2、的缺点是设备复杂，判决电平增多，误码率高于二进制数字调制系统。多，误码率高于二进制数字调制系统。通信原理课件通信原理课件6.4.1 多进制幅移键控（多进制幅移键控（MASK）通信原理课件通信原理课件图图6-23 MASK的调制波形的调制波形通信原理课件通信原理课件通信原理课件通信原理课件2、MASK系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能通信原理课件通信原理课件图图6-24 MASK系统的性能曲线系统的性能曲线通信原理课件通信原理课件6.4.2 多进制频移键控（多进制频移键控（MFSK）多进制数字频移键控是用多个频率的正弦振荡分别代多进制数字频移键控是用多个频率的正弦振荡分别代表不同的数字信息。表不同

3、的数字信息。通信原理课件通信原理课件通信原理课件通信原理课件图图6-26 MFSK系统的性能曲线系统的性能曲线通信原理课件通信原理课件由图可见，第一：由图可见，第一：M一定时，一定时，r越大，误码率越小；越大，误码率越小；r一一定时，定时，M越大，误码率越大；越大，误码率越大；第二：同一第二：同一M下的每对相干和非相干曲线将随信噪比下的每对相干和非相干曲线将随信噪比r的增加而趋于同一极限值，即相干解调与非相干解调性能的增加而趋于同一极限值，即相干解调与非相干解调性能之间的差距将随之间的差距将随M的增大而减小。的增大而减小。通信原理课件通信原理课件 6.4.3 多进制相移键控多进制相移键控通信原

4、理课件通信原理课件 1、多进制绝对移相（、多进制绝对移相（MPSK） 通信原理课件通信原理课件通信原理课件通信原理课件图图6-27 多进制的两种矢量图多进制的两种矢量图通信原理课件通信原理课件四相相移键控四相相移键控4PSK(QPSK) 四相制是用载波的四相制是用载波的4种不同相位来表征数字信息。由于种不同相位来表征数字信息。由于4种不同相位可代表种不同相位可代表4种不同的数字信息，因此，对输入种不同的数字信息，因此，对输入的二进制数字序列先进行分组，将每两个比特编为一组，的二进制数字序列先进行分组，将每两个比特编为一组，可以有四种组合（可以有四种组合（00，10，11，01），然后用载波的四

5、），然后用载波的四种相位来分别表示它们。种相位来分别表示它们。通信原理课件通信原理课件图图6-28 调相法产生调相法产生B方式方式4PSK信号信号4PSK的产生方法可采用调相法和相位选择法。图的产生方法可采用调相法和相位选择法。图6-28所示为调相法产生所示为调相法产生B方式方式4PSK信号的原理框图。信号的原理框图。通信原理课件通信原理课件图图6-29 相位选择法产生相位选择法产生4PSK信号信号通信原理课件通信原理课件由于四相绝对移相信号可以看作是两个正交由于四相绝对移相信号可以看作是两个正交2PSK信号信号的合成，对应图的合成，对应图6-28 B方式的方式的4PSK信号的解调，可采用信号

6、的解调，可采用与与2PSK信号类似的解调方法进行解调。用两个正交的相信号类似的解调方法进行解调。用两个正交的相干载波分别对两路干载波分别对两路2PSK进行相干解调。进行相干解调。通信原理课件通信原理课件2、多进制的相对移相、多进制的相对移相(MDPSK) 以四进制相对相移信号以四进制相对相移信号4DPSK为例进行讨论。为例进行讨论。 abkA方式方式000 1090 11180 01270 通信原理课件通信原理课件产生方法相乘的信号应该是不归零二进制双极性矩形脉冲“+1”和“-1”， 对应关系是： 二进制码元“0” “1”二进制码元“1” “1”abcd码码变换变换相加相加电路电路s(t)A(

7、t)串串/并并变换变换- /4载波载波产生产生相乘相乘电路电路相乘相乘电路电路 /4A方式编码方式编码通信原理课件通信原理课件当前输入的一对码元及要求的当前输入的一对码元及要求的相对相移相对相移前一时刻经过码变换后的前一时刻经过码变换后的一对码元及所产生的相位一对码元及所产生的相位当前时刻应当给出的当前时刻应当给出的变换后一对码元和相位变换后一对码元和相位ak bkkck-1 dk-1 k-1ck dk k0 00 0 01 01 10 10 90 180 270 1 01 01 10 10 90 180 270 1 090 0 01 01 10 10 90 180 270 1 01 10 1

8、0 090 180 270 0 1 1180 0 01 01 10 10 90 180 270 1 10 10 01 0180 270 0 90 0 1270 0 01 01 10 10 90 180 270 0 10 01 01 1270 0 90 180 QDPSK码变换关系码变换关系: 通信原理课件通信原理课件解调方法 极性比较法 和QPSK信号极性比较法解调相似，只多一步逆码变换，将相对码 变成绝对码。 图6.7.15 A方式QDPSK信号解调方法bacdA(t)- /4相乘电路相乘相乘电路电路 /4s(t)低通低通滤波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6.

9、7.4 多进制差分相移键控多进制差分相移键控(MDPSK)通信原理课件通信原理课件6.7.4 多进制差分相移键控多进制差分相移键控(MDPSK)码变换原理设第k个接收信号码元可以表示为相乘电路的相干载波 上支路：下支路：)cos()(0kkttsTktkT)1( )4cos(0t)4cos(0t通信原理课件通信原理课件相乘电路输出：相乘电路输出：上支路：上支路：下支路：下支路：经过低通滤波后，上支路：经过低通滤波后，上支路： 下支路：下支路：)4cos(21)4(2cos21)4cos()cos(000 kkkttt)4cos(21)4(2cos21)4cos()cos(000kkkttt)4

10、cos(21k)4cos(21k6.7.4 多进制差分相移键控多进制差分相移键控(MDPSK)通信原理课件通信原理课件判决规则：判决规则：“” 二进制码元二进制码元“0” “” 二进制码元二进制码元“1” 判决输出将送入逆码变换器恢复出绝对码。判决输出将送入逆码变换器恢复出绝对码。设逆码变换器的当前输入码元为设逆码变换器的当前输入码元为ck和和dk，当前输出码元为，当前输出码元为ak和和bk，前一输入码元为，前一输入码元为ck-1和和dk-1 。信号码元相位信号码元相位 k上支路输出上支路输出下支路输出下支路输出判决器输出判决器输出cD0 90 180 270 011000116.7.4 多进

11、制差分相移键控多进制差分相移键控(MDPSK)通信原理课件通信原理课件前一时刻输入的一对码元前一时刻输入的一对码元当前时刻输入的一对码元当前时刻输入的一对码元当前时刻应当给出的逆当前时刻应当给出的逆变换后的一对码元变换后的一对码元ck-1dk-1ck dkakbk000011011000110110010011011010010011110011011011001001100011011001101100QDPSK逆码变换关系逆码变换关系 通信原理课件通信原理课件6.7.4 多进制差分相移键控多进制差分相移键控(MDPSK)上表中的码元关系可以分为两类：上表中的码元关系可以分为两类：当当 时，

12、时，当当 时，时，011 kkdc11kkkkkkddbcca111kkdc11kkkkkkccbdda通信原理课件通信原理课件从上两式中画出逆码变换器的原理方框图如下：从上两式中画出逆码变换器的原理方框图如下：6.7.4 多进制差分相移键控多进制差分相移键控(MDPSK)交交叉叉直直通通电电路路bkakdk-1延迟T延迟Tdkckdk-1ck-1通信原理课件通信原理课件相位比较法 6.7.4 多进制差分相移键控多进制差分相移键控(MDPSK)A(t)- /4相乘相乘电路电路相乘相乘电路电路 /4s(t)低通低通滤波滤波低通低通滤波滤波抽样抽样判决判决抽样抽样判决判决并并/串串变换变换定时定时