1、1在信道頻帶受限時，為了提高頻帶利用率，可以采在信道頻帶受限時，為了提高頻帶利用率，可以采用多進制數字調制系統；利用多進制數字基帶信號用多進制數字調制系統；利用多進制數字基帶信號去調制載波的振幅、頻率或相位即可實現多進制數去調制載波的振幅、頻率或相位即可實現多進制數字調制；相應的有字調制；相應的有多進制數字調幅多進制數字調幅、多進制數字調多進制數字調頻頻和和多進制數字調相多進制數字調相等三種基本方式。等三種基本方式。多進制數字調制的特點：多進制數字調制的特點：信息傳輸速率信息傳輸速率Rb (bit/s) 、碼元傳輸速率、碼元傳輸速率Rs (Baud/s)和進和進制數制數M之間的關系之間的關系在

2、相同的背景噪聲下，多進制數字調制系統抗噪聲性能在相同的背景噪聲下，多進制數字調制系統抗噪聲性能低于二進制數字調制系統低于二進制數字調制系統7.4 多進制數字調制系統多進制數字調制系統MRRMRRbssb22loglog2基帶信號波形MASK信號波形y(t)sMASK(t)0123MASKMASK調制器及其波形調制器及其波形多進制數字振幅調制也稱多進制數字振幅調制也稱多電平調制多電平調制，它是利用多個不同，它是利用多個不同電平來表征數字信息的方法；在電平來表征數字信息的方法；在MASK信號中，每個符號信號中，每個符號時間間隔時間間隔Ts內發送內發送M個幅度中的一種幅度的載波信號個幅度中的一種幅度

3、的載波信號3MASK信號波形sMASK(t)MASK信號可以看成時間上不重疊的M個不同振幅的OOK信號的疊加4MASKMASK調制器及其波形調制器及其波形脈沖成形脈沖成形濾波器濾波器 bnnTtb )(snnTtga tA0cos tsMASK二進制變二進制變換換M進制進制二進制信二進制信息序列息序列bbTR1 M進制幅進制幅度序列度序列 snnTta KbsMKTT2 ssTR1 MPAM tAnTtgatsonsnMASK cos 5矩形脈沖基帶信號的矩形脈沖基帶信號的MASKMASK信號功率譜信號功率譜KRRTBbssMASK222 MASKMASK信號帶寬：信號帶寬：Sy( ) 0 c

4、- cSx( ) 02 /TSKbsMKTT2 6MASK信號的特點信號的特點v將二進制信息序列分為n(=log2M)個一組，然后經電平變換器轉換為M電平基帶信號后，經調制后可得到MASK信號。vMASK信號可以看成時間上不重疊的M個不同振幅的OOK信號的疊加。v在相同碼元速率情況下，MASK已調信號的帶寬與二進制數字振幅鍵控信號相同。vMASK信號的誤碼率為 NSMMMPNSMerfcMMPeNSe13exp111312127-505101520253010-810-610-410-2100SNR,dBPeMASK多電平調幅系統性能多電平調幅系統性能M=2,4,8,168MFSKMFSK調制

5、器及其波形調制器及其波形串串/ /并并變換變換邏輯邏輯電路電路f1f2fM門電路門電路門電路門電路門電路門電路相相加加器器信道信道接收接收濾波器濾波器帶通帶通f1帶通帶通f2帶通帶通fM檢波器檢波器檢波器檢波器檢波器檢波器抽抽樣樣判判決決器器邏輯邏輯電路電路9多進制數字頻率調制多進制數字頻率調制MFSKvMFSK信號的帶寬近似為vMFSK調制的可靠性能為：p相干解調p非相干解調sMTffB21NSMPNSe2exp211NSerfcMPNSe221110tbnTtgtanTtgtSbatnTtgtnTtgtnTtgtScnnscnnsMPSKnnnncnnscnnsnncsPSK sin)(c

6、os)()(sincossinsin)(coscos)()cos()()( ，令令已已調調信信號號 MPSKMPSK信號的正弦載波有信號的正弦載波有M M個可能的離散相位狀態，個可能的離散相位狀態，每個載波相位攜帶每個載波相位攜帶K K（M=2M=2K K）個二進制符號，其信）個二進制符號，其信號表示式為號表示式為 多進制數字相位調制多進制數字相位調制MPSKMPSK信號可以近似看作為兩個正交載波進行多電平信號可以近似看作為兩個正交載波進行多電平MASK調制后的疊加信號。調制后的疊加信號。11常用的常用的MPSK數字相位調制數字相位調制v數字相位調制中多個相位通常是等間隔取值，即相0相相0相/

7、2相3/2相相0相/2相3/2相/4相-/4相3/4相-3/4相/4相相-/4相3/4相-3/4相/2相相-/2相參考相位/8相相3/8相5/8相7/8相-/8相-3/8相-5/8相-7/8相MnMnn, 1 , 0,202,000M4,000M8,000M2,9000M4,4500M8,5 .2200M12 QPSK信號的正弦載波有4個可能的離散相位狀態，每個載波相位攜帶2個二進制符號，其信號表示式為 sTti0 4 , 3 , 2 , 1四相絕對移相鍵控（四相絕對移相鍵控（QPSK）iiiicicioicobatAbtAatetAtesin,cos),sin()cos()(),cos()(

8、13四相絕對移相鍵控（四相絕對移相鍵控（QPSK）s2(01)s1(00)s3(11)s4(10)2兩位二進制數字兩位二進制數字載波相位載波相位ab000o0190o11180o10270oi2)1( ii14s2(01)s1(00)s3(11)s4(10)4兩位二進制數字兩位二進制數字載波相位載波相位ab0045o01135o11225o10315oi /4-QPSK信號信號4)12( ii15s2(00)s1(10)s3(01)s4(11)4兩位二進制兩位二進制數字數字載波相位載波相位ab1045o00135o01225o11315oi16s2(01)s1(11)s3(00)s4(10)4

9、兩位二進制兩位二進制數字數字載波相位載波相位ab1145o01135o00225o10315oi17 /4 QPSK信號產生信號產生(1) sin)(cos)(2s 21sin21cos )sinsincos(cos )cos()(ittQttIAtttAtAtscciiicicici 1)(, 1)( tQtI4) 12(ii181, 10 , 1 ,1, 11 , 1 ,1, 11 ,0,1, 10 ,0,babababa)47cos(2)sin()cos()4cos(2)sin()cos()43cos(2)sin()cos()45cos(2)sin()cos()(tttttttttttt

10、tecccccccccccco19+1 +1 -1 +1 +1 -1 +1 -1b +1 +1 -1 -1 a +1 -1 +1 +1Tb2Tb2Tb串并轉換示意串并轉換示意Tb20 /4QPSK信號的產生信號的產生(續續)v相位選擇法串并串并變換變換四相載波發生器四相載波發生器anRb=1/TbTs=2Tba2nTs=2Tb /4QPSK信號信號帶通濾帶通濾波器波器a2n-1邏輯選邏輯選相電路相電路i21ab)sin(2)()cos(2)(ibLPFiaLPFAtrAtr22四相相對移相鍵控四相相對移相鍵控(QDPSK)v以前一碼元相位為參考，令以前一碼元相位為參考，令 代表當前碼元代表當前

11、碼元與前一碼元的相位差，信息編碼與載波相位與前一碼元的相位差，信息編碼與載波相位的變換關系為的變換關系為ii兩位二進制數字兩位二進制數字相鄰載波相位差相鄰載波相位差ab000o0190o11180o10270o23載波相位載波相位cn dn載波相位載波相位cn-1 dn-1相差相差an bn45135225 3151 0 0 00 11 1135225315 450 00 11 11 0 2701 031545135 2251 11 0 0 00 1135225315 450 00 11 11 0 1801 122531545 1350 11 11 00 0135225315 450 00 1

12、1 11 0 900 1135225315 450 00 11 11 0135225315 450 00 11 11 000 0本時刻應出現的碼元狀本時刻應出現的碼元狀態態前一碼元的狀態前一碼元的狀態本時刻到達的本時刻到達的ab及所需及所需求的相對相位變化求的相對相位變化24本章小結本章小結2ASK2ASK、2FSK2FSK及及2PSK2PSK已調信號波形已調信號波形調制基本原理調制基本原理解調基本原理解調基本原理2DPSK2DPSK采用采用2DPSK2DPSK調制原因？調制原因？2DPSK2DPSK波形波形調制、解調基本原理調制、解調基本原理7 7種誤碼率公式應用（表種誤碼率公式應用（表7-17-1）多進制數字調制的特點多進制數字調制的特點25本章小結（續）本章小結（續）幾種二進制調制系統性能比較：幾種二進制調制系統性能比較：已調信號帶寬已調信號帶寬 設基帶信號為速率等于設基帶信號為速率等于r r