第五章通信原理数字调制

1、第第5 5章章 数字带通传输系统数字带通传输系统 【教学目标教学目标】1.了解二进制数字调制系统的分类；了解二进制数字调制系统的分类；2.掌握二进制调制的时域和频域特性；掌握二进制调制的时域和频域特性；3.掌握二进制数字调制系统的解调方法；掌握二进制数字调制系统的解调方法；4.理解各种二进制数字调制系统的性能；理解各种二进制数字调制系统的性能；5.了解多进制调制系统特点及其基本工作原理；了解多进制调制系统特点及其基本工作原理；6.了解改进的数字调制原理。了解改进的数字调制原理。【重重 点点】二进制调制系统时频特性、调制解调方法二进制调制系统时频特性、调制解调方法【难难 点点】调制解调原理调制解

2、调原理【学时分配学时分配】78学时学时【教学过程教学过程】第第5 5章章 数字带通传输（调制）系统数字带通传输（调制）系统5.1 5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理5.3 5.3 多进制数字调制原理多进制数字调制原理5.4 5.4 新型的数字调制技术新型的数字调制技术5.2 5.2 二进制数字二进制数字调制系统调制系统的性能比较的性能比较 数字调制方式数字调制方式ASKFSKPSK：幅移键控幅移键控频移键控频移键控相移键控相移键控 5.1 5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理二进制数字调制：二进制数字调制：载波载波的的幅度幅度、频率频率或或相位相位受二进制受二进制数字信号调制

3、。数字信号调制。一、一、二进制幅移键控二进制幅移键控（2ASK:2-Amplitude Shift Keying2ASK:2-Amplitude Shift Keying）1.1.数学表达式和波形数学表达式和波形2ASK2ASK：载波的幅度受调制信号：载波的幅度受调制信号“1 1”或或“0 0”控制，又称控制，又称 通通- -断键控断键控信号（信号（OOK: On-Off KeyingOOK: On-Off Keying）（1 1）数学表达式）数学表达式设二进制序列表示为设二进制序列表示为其中其中 是持续时间为是持续时间为TsTs的矩形脉冲的矩形脉冲, , g t0,1,na概率为概率为P P

4、概率为概率为1-P1-P5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理 nsnnTtgatB)()(则则ttBtscASKcos)()(2（2 2）波形）波形5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理 2.功率谱分析 14ASKBcBcPfPffPff5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理 ttBtscASKcos)()(2)(tB单极性式中，式中， PASK( f ) S2ASK( t )的功率谱密度；的功率谱密度；PB( f ) B( t )的功率谱的功率谱密度。密度。特点：特点： （1 1）由连续谱和离散谱组成）由连续谱和离散谱组成（2 2）功率谱曲线为抽样型）功率谱曲线为抽样型（

5、3 3）12ASKSSSBffT5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理 3. 2ASK信号的产生与解调（1）调制5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理 模拟法模拟法键控法键控法cos ctS2ASK(t)B(t)(2)(2)解调解调5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理非相干解调非相干解调相干解调相干解调 BPF LPF 抽样判决 位同步器 y(t) r(t) cp(t) 载波同步 cosct x(t) So(t) 5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理门限门限二、二进制频移键控二进制频移键控（2FSK:2-Frequency Shift Keying2FSK:2-Fr

6、equency Shift Keying）1. 1. 时域表达式与波形时域表达式与波形（1 1）数学表达式）数学表达式可见可见: :2FSK2FSK信号可看作是两个信号可看作是两个2ASK2ASK信号的叠加。信号的叠加。2FSK2FSK：载波的频率受：载波的频率受“1 1”或或“0 0”控制。控制。5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理tnTtgatnTtgatSnsnnsnFSK212cos)(cos)()(其中其中PPan1, 0, 1概率为概率为PPan概率为概率为, 01, 1（2 2）波形）波形5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理 f1 f2 f2 f2 f1 f1 f

7、2 f1 f1 2.2.功率谱特性功率谱特性ttBttBtSFSK22112cos)(cos)()(FSKB2f1-fs f1f0 f2 f2+fs f1 f2 f0f1-fsf2+fs叠加叠加f0=（f1+f2）/2f0=（f1+f2）/2双峰单峰频谱特点：频谱特点：（1 1）由连续谱和离散谱组成。）由连续谱和离散谱组成。 （2 2）若）若|f|f1 1-f-f2 2|0.8f|0.8fs s, ,出现双峰谱，若出现双峰谱，若|f|f1 1-f-f2 2|0.8f|dcd， 判为判为“1 1”1 0 1 1 0 1 05.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理 1 0 1 1 0 1 0限

8、幅微分整流脉冲发生低通abcedfbacdef过零检测法过零检测法5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理 1 0 1 1 0 1 0频率频率幅度幅度三、二进制相移键控三、二进制相移键控（2PSK: 2-Phase Shift Keying2PSK: 2-Phase Shift Keying）2PSK(BPSK)2PSK(BPSK)：载波的相位受：载波的相位受“1 1”或或“0 0”控制控制, ,又称绝对又称绝对调相。调相。1. 1. 时域表示时域表示其中其中1,1, 1nPaP5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理tnTtgatscnsnPSKcos)()(2”时发“”时发“1,c

9、os0,costtcc2.2.波形波形5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理3.3.功率谱功率谱特点：（特点：（P=1/2)P=1/2)（1 1）只有双边带连续谱）只有双边带连续谱（2）2BPSKSBf 4.BPSK 4.BPSK的产生和解调的产生和解调（1 1）产生）产生双极性NRZ5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理码型变换码型变换二进制信息cosctBPSKBPSK信号信号tccos)(ts)(2tePSK开关电路移相01800(2) BPSK(2) BPSK相干解调相干解调5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理(2) BPSK(2) BPSK相干解调相干解调5.1

10、二进制数字调制原理二进制数字调制原理(2) BPSK(2) BPSK相干解调相干解调5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理 1 1 1 0 0 1 0 02PSK信号载波2PSK信号载波输出信号低通输出 0 0 0 1 1 0 1 1倒现象2PSK2PSK存在存在“倒倒”现象现象或或“反向工作反向工作”现象。因此，实现象。因此，实际采用际采用2DPSK2DPSK差分相移键控方式。差分相移键控方式。5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理2PSK2PSK存在的问题存在的问题四、二进制差分相移键控四、二进制差分相移键控( (2DPSK:2-Differential Phase 2DPSK

11、:2-Differential Phase Shift KeyingShift Keying) ) 绝对调相绝对调相BPSKBPSK：利用载波：利用载波相位的绝对值来传送信息。相位的绝对值来传送信息。相对调相相对调相2DPSK2DPSK：利用前后码元：利用前后码元载波相位差传送信息载波相位差传送信息。如：如：=0 =0 “0 0” = = “1 1”5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理如：如：= 0 = 0 “0 0” = = “1 1”1.1.差分编码差分编码( (绝对码绝对码相对码相对码） 为绝对码，为绝对码， 为相对码为相对码。nanb编码：编码：设：设：5.1 二进制数字调制原

12、理二进制数字调制原理相对调相的方法是：相对调相的方法是：绝对码绝对码相对码相对码绝对调相绝对调相产生产生DPSKDPSK信号信号译码：译码：2.DPSK2.DPSK调制器与解调器调制器与解调器（1 1）调制）调制5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理绝对码绝对码相对码相对码绝对调相绝对调相产生产生DPSKDPSK信号信号（2 2）解调）解调相干解调（极性比较法）相干解调（极性比较法）5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理差分相干解调（相位比较法）差分相干解调（相位比较法）abcedf0 0 1 0 1 1 01nnnbbaabcdef1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0

13、0 1 0 0 绝对码绝对码 0 0 1 0 1 1 0 相对码相对码 0 0 1 1 0 1 1 5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理参考参考abcedf0 0 1 0 1 1 01nnnbbaabcdef 0 0 1 0 1 1 0 5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 参考参考adbce0 0 1 0 1 1 0abcde 0 0 1 0 1 1 0 5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理 设设TS=KTc 则判决规则为：则判决规则为：01s0)kT(d 1.2DPSK1.2DPSK解决了载波的解决了载波

14、的“相位模糊问题相位模糊问题”。2.2.差分相干解调直接利用了前后码元的信息，解调差分相干解调直接利用了前后码元的信息，解调和译码同时完成，无需专门的相干载波，是一种和译码同时完成，无需专门的相干载波，是一种很实用的方法。很实用的方法。3.2DPSK3.2DPSK的抗白噪声能力比的抗白噪声能力比2PSK2PSK差。差。4.B4.B2DPSK2DPSK=B=B2PSK2PSK=2f=2fs s2DPSK2DPSK特点特点5.1 二进制数字调制原理二进制数字调制原理 1、基带传输系统适用于、基带传输系统适用于_（低通、带通）型（低通、带通）型信道；频带传输系统适用于信道；频带传输系统适用于_（低通

15、、带通（低通、带通）型信道。）型信道。 2、设发送数字信息序列为、设发送数字信息序列为11010010，码元速率，码元速率为为1000B,现采用键控法产生现采用键控法产生2FSK信号，并设信号，并设f1=1kHz，对应，对应“1”；f2=2kHz，对应，对应“0”。若。若两振荡器输出振荡初相均为两振荡器输出振荡初相均为0。(1)画出画出2FSK信号信号波形波形;(2)计算其带宽和频带利用率计算其带宽和频带利用率; 3. 一一DPSK数字通信系统，信息速率为数字通信系统，信息速率为 ，载波为，载波为 ，输，输入数据为入数据为110100010110(1)写出相对码写出相对码(设：参考码设：参考码

16、为为1)；(2)画出画出DPSK波形；波形；(3)画出画出DPSK发送框图；发送框图；(4)画出画出DPSK信号的功率谱图信号的功率谱图(设：输入数据是独立等设：输入数据是独立等概序列概序列)；(5)画出画出DPSK的非相干接收框图；的非相干接收框图；(6) 若若DPSK系统的码元速率为系统的码元速率为106波特，接收机输入白噪波特，接收机输入白噪声的双边功率谱密度为声的双边功率谱密度为10-12W/HZ，输入信噪比为，输入信噪比为4.5，试求接收机输入端的信号幅度。，试求接收机输入端的信号幅度。5.2 5.2 二进制数字调制系统的性能比较二进制数字调制系统的性能比较一、抗噪声性能分析一、抗噪

17、声性能分析(2ASK)带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出tccos2发送端信道)(tsT)(tni)(tyi)(ty)(txeP设在一个设在一个Ts内，内，”时发送“”时发送“001)()(tutsTTtTttAtuScT其它00cos)(接收端的输入波形为接收端的输入波形为”时发送“”时发送“0)(1)()()(tntntutyiiiitTtttuSci其它00cosa)(带通滤波器的输出波形为带通滤波器的输出波形为n n( (t t) )是高斯白噪声是高斯白噪声n ni i( (t t) )经过带通滤波器的输出噪声经过带通滤波器的输出噪声 带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器

18、定时脉冲输出tccos2发送端信道)(tsT)(tni)(tyi)(ty)(txeP”时发送“”时发送“0)(1)()()(tntntutyittnttnttnttntatycscccscccsin)(cos)(sin)(cos)(cos)(”时发“”时发“0sin)(cos)(1sin)(cos)(ttnttnttnttnacscccsccttnttnttnttntatycscccscccsin)(cos)(sin)(cos)(cos)(”时发“”时发“0sin)(cos)(1sin)(cos)(ttnttnttnttnacscccscc ”符号发送“”符号发送“0),(1),()(tntn

19、atxcc带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出tccos2发送端信道)(tsT)(tni)(tyi)(ty)(txeP”时发送“”时发送“0)(1)(kTxsscsckTnkTnax2212)(exp21)(nnaxxf带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出tccos2发送端信道)(tsT)(tni)(tyi)(ty)(txeP2202exp21)(nnxxf第第k个抽样时刻个抽样时刻判决规则为：判决规则为：x b时，判为时，判为“1”； x b时，判为时，判为“0”则当发送则当发送“1”时，错误接收为时，错误接收为“0”的概率的概率同理，同理，发送发送“0”时，错误接收

20、为时，错误接收为“1”的概率的概率bdxxfbxPP)()() 1/0(1naberfc2211 xdxerfcue22ubdxxfbxPP)()()0/1 (0nberfc2212ASK系统的总误码率为系统的总误码率为上式表明，当上式表明，当P(1) 、 P(0)及及f1(x)、f0(x)一定时，系统的误码率一定时，系统的误码率Pe与与判决门限判决门限b的选择密切相关。的选择密切相关。 ) 1/0()0() 1/0() 1 (PPPPPebbdxxfPdxxfP)()0()() 1 (01 从公式求解0bPe22*22*2)(exp2)0(2)(exp2) 1 (nnnnbPabP) 1 (

21、)0(ln22*PPaabn最佳门限最佳门限 若若发送发送“1”和和“0”的概率相等的概率相等，则最佳判决门限为，则最佳判决门限为 b* = a / 2此时，此时，2ASK信号采用相干解调（同步检测）时系统的误码率为信号采用相干解调（同步检测）时系统的误码率为式中式中 为解调器输入端的信噪比。为解调器输入端的信噪比。 当当r 1，即大信噪比时，上式可近似表示为，即大信噪比时，上式可近似表示为 ) 1 ()0(ln22*PPaabn421rerfcPe222nar4/r1erPe 包络检波法的系统性能包络检波法的系统性能（2ASK）当发送当发送“1”符号时，包络检波器的输出波形为符号时，包络检波

22、器的输出波形为 当发送当发送“0”符号时，包络检波器的输出波形符号时，包络检波器的输出波形为为带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出tccos2发送端信道)(tsT)(tni)(tyi)(ty)(txeP”时发“”时发“0sin)(cos)(1sin)(cos)()(ttnttnttnttnatycscccscc)()()(22tntnatVsc)()()(22tntntVsc2222/)(2021)(naVnneaVIVVf222/20)(nVneVVf广义瑞利型随机变量广义瑞利型随机变量瑞利型随机变量瑞利型随机变量bdVVfbVPP)()()0/1 (0)0/1 ()0() 1/

23、0() 1 (PPPPPebbdVVfdVVfbVPP)(1)()()1/0(101 最佳门限最佳门限0bPe 实际工作情况实际工作情况在实际工作中，系统总是工作在大信噪比的情况下，因此最佳门在实际工作中，系统总是工作在大信噪比的情况下，因此最佳门限应取限应取 此时系统的总误码率为此时系统的总误码率为当当r 时，上式的下界为时，上式的下界为 2*0rb 421441reererfcP421reeP421rerfcPe222nar4/r1erPe421reeP当r 1，即大信噪比时2ASK同步检测法解调时系统的误码率为2ASK包络检波法解调时系统的误码率为比较：比较：在相同的信噪比条件下，同步检

24、测法的抗噪声性能在相同的信噪比条件下，同步检测法的抗噪声性能优于包络检波法，但在大信噪比时，两者性能相差不大。优于包络检波法，但在大信噪比时，两者性能相差不大。然而，包络检波法不需要相干载波，因而设备比较简单。另外，包络检波法存在门限效应，同步检测法无门限效应。例例7.2.1 设有一设有一2ASK信号传输系统，其码元速率为信号传输系统，其码元速率为RB = 4.8 106波特，发波特，发“1”和发和发“0”的概率相等，接收端分别采用同步检测法的概率相等，接收端分别采用同步检测法和包络检波法解调。已知接收端输入信号的幅度和包络检波法解调。已知接收端输入信号的幅度a = 1 mV，信道，信道中加性

25、高斯白噪声的单边功率谱密度中加性高斯白噪声的单边功率谱密度n0 = 2 10-15 W/Hz。试求。试求(1) 同步检测法解调时系统的误码率；同步检测法解调时系统的误码率； (2) 包络检波法解调时系统的误码率。包络检波法解调时系统的误码率。【解解】(1) 根据根据2ASK信号的频谱分析可知，信号的频谱分析可知，2ASK信号所需的传输信号所需的传输带宽近似为码元速率的两倍，所以接收端带通滤波器带宽为带宽近似为码元速率的两倍，所以接收端带通滤波器带宽为带通滤波器输出噪声平均功率为带通滤波器输出噪声平均功率为信噪比为信噪比为Hz016 . 926BRBW0192. 1n802Bn1261092.

26、1210128622nar于是，同步检测法解调时系统的误码率为于是，同步检测法解调时系统的误码率为包络检波法解调时系统的误码率为包络检波法解调时系统的误码率为可见，在大信噪比的情况下，包络检波法解调性能接近同步检测法可见，在大信噪比的情况下，包络检波法解调性能接近同步检测法解调性能。解调性能。45 . 641066. 1261416. 311eerPr/e45 . 64105 . 72121eePre5.2 5.2 二进制数字调制系统的性能比较二进制数字调制系统的性能比较一、抗噪声性能比较一、抗噪声性能比较2DPSK2DPSK PSK系统 FSK系统 ASK系统 非相干解调 相干解调 误码率P

27、e与信噪比r的关系传输方式)4(21rerfc)2(21rerfc)(21rerfc421re221rere21其中其中BnaaNSrnii022222/四种数字调制系统的误码率曲线四种数字调制系统的误码率曲线 5.2 二进制数字调制系统性能比较二进制数字调制系统性能比较 2.2.抗噪声性能比较抗噪声性能比较 (1)(1)相干解调的抗噪声性能优于非相干解调，但设备相干解调的抗噪声性能优于非相干解调，但设备 也相对较复杂。也相对较复杂。 (2) (2)当当r1r1时，相干解调与非相干的性能相近。时，相干解调与非相干的性能相近。 (3) (3)抗高斯噪声抗高斯噪声(Pe)(Pe)2PSK2PSK(

28、Pe)(Pe)2DPSK2DPSK(Pe)(Pe)2FSK2FSK(Pe)BB2PSK2PSK=B=B2DPSK2DPSK=B=B2ASK2ASK 从频带利用率看，从频带利用率看，2FSK2FSK最差，用于中、低速传输。最差，用于中、低速传输。 2FSK2FSK和和2PSK2PSK对信道特性的变化对信道特性的变化不敏感，不敏感，而而OOKOOK对对信道特性的变化信道特性的变化敏感敏感, ,所以所以OOKOOK性能最差。性能最差。三、对信道特性的敏感性三、对信道特性的敏感性四、设备的复杂程度四、设备的复杂程度 相干解调比非相干解调的设备复杂相干解调比非相干解调的设备复杂, ,一般用于高一般用于高

29、质量的传输系统。质量的传输系统。5.2 二进制数字调制系统性能比较二进制数字调制系统性能比较 目前目前用得最多用得最多的是：的是：相干相干2DPSK2DPSK和和非相干非相干2FSK2FSK；相干相干2DPSK2DPSK：主要用于高速数据传输；：主要用于高速数据传输；非相干非相干2FSK2FSK：主要用于中、低速数据传输，特别是：主要用于中、低速数据传输，特别是在衰落信道中传输数据时，它有着广泛的应用。在衰落信道中传输数据时，它有着广泛的应用。5.2 二进制数字调制系统性能比较二进制数字调制系统性能比较 5.3 5.3 多进制数字调制原理多进制数字调制原理一、基本概念一、基本概念1. 1. 分

30、类分类多进制数字调制多进制数字调制MASKMASKMFSKMFSKMPSKMPSK2.2.特点特点（1 1）码元速率相同时，信息速率比二进制高，）码元速率相同时，信息速率比二进制高，多进制多进制 传输是一种高速传输方式。传输是一种高速传输方式。（3 3）抗白噪声能力比二进制系统差抗白噪声能力比二进制系统差。（4 4）设备较复杂。）设备较复杂。（2 2）信息速率相同时，码元速率比二进制低，码元）信息速率相同时，码元速率比二进制低，码元 持续时间长，码元能量大，可减小持续时间长，码元能量大，可减小ISIISI。5.3 多进制数字调制多进制数字调制二、多进制数字相位调制二、多进制数字相位调制1.1.

31、基本概念基本概念 用用M M个相位状态的正弦波代表个相位状态的正弦波代表M M个数字信息，又称个数字信息，又称多相制。多相制。多相制多相制绝对相移绝对相移MPSKMPSK相对相移相对相移MDPSKMDPSK5.3 多进制数字调制多进制数字调制2.2.四相制绝对相移键控四相制绝对相移键控（4PSK4PSK或或QPSKQPSK） QPSK QPSK就是将二进制序列每两个比特分为一组，用就是将二进制序列每两个比特分为一组，用四种载波相位来表示之四种载波相位来表示之 。其中其中:双比特双比特ab通常是按格雷码排列的。通常是按格雷码排列的。(1)(1)相位配置及波形相位配置及波形5.3 多进制数字调制多

32、进制数字调制 0 10 1 1 11 1 1 01 0 0 0 0 00 0 B B方式方式 A A方式方式 a b a b 载波相位载波相位 双比特码元双比特码元9090270270180180-135-135-45-454545135135QPSKQPSK信号的矢量图信号的矢量图5.3 多进制数字调制多进制数字调制参考相位00101101A A方式方式)体系2(参考相位00101101B B方式方式)体系4(5.3 多进制数字调制多进制数字调制ssPSKTfB2224）带宽：（2PSKPSK4BB当码元速率相同时，TsTsPSKPSKBB2421当信息速率相同时，ab0 1107 /4 5

33、 /43 /4 /40t 1 0 0 0 1 1 1 0 0 14 45 47 43 ba10110001015.3 多进制数字调制多进制数字调制（3) 4PSK3) 4PSK信号的产生信号的产生（以（以B B方式为例）方式为例）直接调相法直接调相法0 0-1-11 1+1+10 1a1b0相位选择法相位选择法5.3 多进制数字调制多进制数字调制（4 4）4PSK4PSK信号的解调信号的解调( (以以B B方式为例）方式为例）5.3 多进制数字调制多进制数字调制 cosickytat357,4444k设设kkcatacos2)2cos(2kkcatasin2)2sin(2kacos2kasin

34、2k kcoscosk ksinsink k输出输出a ab b/4/4+ + +1 11 13/43/4- -+ +0 01 15/45/4- - -0 00 07/47/4+ +- -1 10 05.3 多进制数字调制多进制数字调制抽样判决器判决方法（极性判决法）抽样判决器判决方法（极性判决法）QPSKQPSK同样会产生相位模糊现象，因此实际通信中同样会产生相位模糊现象，因此实际通信中大多采用大多采用QDPSKQDPSK。3.3.四相制相对移相调制四相制相对移相调制（QDPSKQDPSK）(1)(1)相位配置相位配置5.3 多进制数字调制多进制数字调制信息码（绝对码）1 01 10 00

35、11 11 00 10 0k 90180 0-90180 90-9004DPSK(k=k + k-1)90-90 -90180 09000相对码1 0010111001 00 00 0 0 10 1 1 11 1 1 01 0 0 0 0 00 0 B B方式方式 A A方式方式 a b a b 载波相位差载波相位差 双比特码元双比特码元9090270270180180-135-135-45-454545135135（2 2）4DPSK4DPSK信号的调制与解调（以信号的调制与解调（以B B方式为例）方式为例）5.3 多进制数字调制多进制数字调制QPSK调制器QPSK解调器 5.4 5.4 新

36、型的数字调制技术新型的数字调制技术一、正交振幅调制（一、正交振幅调制（QAMQAM）1.1.背景背景 在在MPSKMPSK系统中，系统中，M M越大，系统的信息速率越高，但信号越大，系统的信息速率越高，但信号点距离减小，判决区域减小，使得噪声容限减小，误码率难点距离减小，判决区域减小，使得噪声容限减小，误码率难以得到保证。以得到保证。2.QAM2.QAM概念概念)cos()(kckQAMtAtstytxtAtAtsckckckkckkQAMsincossinsincoscos)(可见：可见：QAMQAM是两个正交的是两个正交的ASKASK合成的，故又称合成的，故又称正交调幅。正交调幅。5.4

37、新型的数字调制技术新型的数字调制技术 。又称振幅相位联合键控散值取多、其中QAMAkk，个离分别3.MPSK3.MPSK和和MQAMMQAM星座图比较星座图比较AMAMd1=0.393AMd2=0.471AM可见：当平均发射功率相同时，可见：当平均发射功率相同时，16QAM16QAM比比16PSK16PSK噪声容限大噪声容限大4.12dB 4.12dB 。MQAMMQAM特别适用于频带资源有限的场合。特别适用于频带资源有限的场合。5.4 新型的数字调制技术新型的数字调制技术 二、二、最小频移键控最小频移键控（MSKMSK：Minimum Shift KeyingMinimum Shift Ke

38、ying ）1.MSK1.MSK原理原理一种一种包络恒定的、带宽最小、相位连续的包络恒定的、带宽最小、相位连续的改进型改进型2FSK2FSK。最小调制指数最小调制指数5 . 012sfffh最小频差最小频差212sfff5.4 新型的数字调制技术新型的数字调制技术 （1 1）MSKMSK数学表达式数学表达式 kskMSKtTatts2coscSSkTtTk ) 1(ScskTfTfa41)2(211c1，信号频率当载波频率ak=1第k个码元相位常数ScskTfTfa41)2(211c2，信号频率当5.4 新型的数字调制技术新型的数字调制技术 （2）MSK的相位连续性（相位网格图）的相位连续性（

39、相位网格图），（附加相位：kskktTat2)SSkTtTk ) 1(，则，且设10kka，（tTtsk2)SSkTtTk ) 1(是分段线性相位函数。（可见：) tk5.4 新型的数字调制技术新型的数字调制技术 。减小（时，；增大（时，即2)12)1tatakkkk1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 1kf1f2f2f2f2f1f1f1f1 /20- /2- k1 2 3 4 5 6 7 8 9k（3 3）MSKMSK的波形图的波形图 举例说明举例说明BRHzfBc10002000，设HzTffsc22502502000411则HzTffsc17502502000412 90 0 -90 0 -90 0 90180 905.4 新型的数字调制技术新型的数字调制技术 （4 4）MSKMSK的频谱图