通信原理第6篇數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸

文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.文檔來源為 文檔來源為 :從網(wǎng)絡(luò)收集整理 .word版本可編輯 .歡迎下載支持第6章數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸知識(shí)點(diǎn)數(shù)字調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相 ——二元與多元系統(tǒng)信號(hào)分析；傳輸信道的利用 ——正交復(fù)用、帶寬、頻帶利用率；解調(diào)方式 ——相干與非相干；各種系統(tǒng)噪聲性能分析。知識(shí)點(diǎn)層次以二元調(diào)制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，掌握數(shù)字調(diào)制解調(diào)模型及信號(hào)特征；理解噪聲性能分析方法。掌握基于信噪比的誤比特率公式與比較分析；掌握以QPSK、QAM、MSK為重點(diǎn)的基本原理與技術(shù)特征，并熟悉有關(guān)重要參量與技術(shù)措施；掌握各種傳輸方式誤碼率表示式；通過大體了解改進(jìn)型調(diào)制技術(shù)特點(diǎn)，了解現(xiàn)代調(diào)制技術(shù)思路；本章涉及的系統(tǒng)最佳化設(shè)計(jì)思想信號(hào)設(shè)計(jì) —— 基于已調(diào)波信號(hào)間正交的概念；傳輸技術(shù) —— 基于正交載波復(fù)用與多元調(diào)制技術(shù)；接收技術(shù) —— 基于相干接收與最佳接收的原理及發(fā)展。數(shù)字頻帶調(diào)制概述通過第3章模擬調(diào)制的討論，我們已明確到，以調(diào)制信號(hào)去正比例控制正弦載波 3個(gè)參量之一，可以產(chǎn)生載荷信息的已調(diào)波，并分為線性調(diào)制(幅度調(diào)制)和角度調(diào)制(調(diào)頻與調(diào)相)?，F(xiàn)將模擬調(diào)制信號(hào)改換為數(shù)字信號(hào)， 仍去控制正弦載波， 就可以得到相應(yīng)的數(shù)字調(diào)幅、 數(shù)字調(diào)頻與數(shù)字調(diào)相等已調(diào)波。本章擬首先介紹二元數(shù)字信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)的基本調(diào)制方式。它們已調(diào)波分別稱為二元幅移鍵控—— ASK(amplitudeshiftkeying)、二元頻移鍵控—— FSK(frequencyshiftkeying)和二元相移鍵控—— PSK(phaseshiftkeying)，并分別分析與計(jì)算它們?cè)诓煌庹{(diào)方式下的抗噪聲性能。然后介紹以多進(jìn)制符號(hào)（M元）控制載波某1個(gè)或1、2個(gè)參量構(gòu)成的多元調(diào)制，以及常用的優(yōu)質(zhì)調(diào)制技術(shù)。本章討論問題的基本著眼點(diǎn)為：各種數(shù)字調(diào)制方式的發(fā)送信號(hào)（已調(diào)波構(gòu)成）的設(shè)計(jì)考慮及其時(shí)、頻域表示方式。針對(duì)已調(diào)波的時(shí)一頻域特點(diǎn)，給出其傳輸有效帶寬，討論它們對(duì)于傳輸信道頻帶利用率。相干與非相干解調(diào)方法與解調(diào)效果評(píng)價(jià)。分析不同調(diào)制與不同解調(diào)方式的系統(tǒng)，在高斯信道環(huán)境下的抗噪聲性能，同時(shí)計(jì)算它們的接收信號(hào)的比特或符號(hào)誤差概率。在此基礎(chǔ)上，能使讀者深入了解到如何進(jìn)行信號(hào)與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠達(dá)到既有效又可靠信息傳輸。就本章內(nèi)容而言，稱為數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸（或調(diào)制），也可稱為數(shù)字信號(hào)的載波傳輸（或調(diào)制）。雖然調(diào)制信號(hào)為二元或多元數(shù)字信號(hào)，但已調(diào)波信號(hào)卻是連續(xù)波，因此也可稱為數(shù)字信號(hào)的模擬傳輸。本章覆蓋的內(nèi)容與概念很多， 設(shè)計(jì)的數(shù)字分析也往往比較繁雜， 所設(shè)計(jì)的調(diào)制技術(shù)均有很大的實(shí)用意義，并在不斷發(fā)展。二元幅移鍵控（ASKASK信號(hào)分析以二元數(shù)字信號(hào)序列（以/或其波形序列去控制角頻（載頻）為死、初相為晶（可設(shè)為0）的幅度，可產(chǎn)生2ASK信號(hào)。首先應(yīng)以基帶數(shù)字序列來表示 ,即調(diào)制信號(hào)為比式中，-k 二兀碼符號(hào)，取1或0;_.：——單極性不歸零波形，歸一化幅度；7——二元序列碼元間隔。ASK信號(hào)功率譜可由上一章式（處頻譜卷積而求得2 216 2 2 8ASK的信道頻帶利用率為6.2.2ASK信號(hào)相干接收ASK信號(hào)經(jīng)過高斯信道傳輸，受到信道加性熱噪聲干擾的信號(hào)加噪聲混合波形， 在接收機(jī)進(jìn)行相干或非相干解調(diào)。1.ASK信號(hào)相干解調(diào)抗噪聲性能分析接收端輸入混合波形為jg十為1）■工了口） +^）-瑪首”）sin（5￡+3）jW —（0+=黑心CQS（卬q￡+ff）_醒戰(zhàn)）曲（OJ0f十焯式中 ——窄帶高斯噪聲同相分量—―窄帶高斯噪聲正交分量相干載波與工。）相乘并濾除血高頻分量，得解調(diào)輸出，并以速率為^=—的定時(shí)脈沖進(jìn)行抽樣判決。ASK相干解調(diào)誤比特率與為

式中， ——功率信噪比。2端6.2.3非相干ASKW調(diào)抗噪聲性能分析6-5b）。ASK類似于模擬AM6-5b）。當(dāng)接收傳號(hào)時(shí)的混合波形為余弦信號(hào)加窄帶高斯噪聲形式，而空號(hào)時(shí)則輸入為窄帶噪聲,即[4+4式。]二第（51十0一同口3111（由M十為Ks（0C<J￡（e2?of+9）一因（￡）Sb（叫￡十?）HP進(jìn)行極值運(yùn)算，即HP進(jìn)行極值運(yùn)算，即一-=0,aa可得到使二最小的條件為表明圖6-7中兩條曲線交點(diǎn)處為最佳門限值 %,將式（，可得ASK非相干解調(diào)誤比特率近似為式中， ——功率信噪比。2端我們可以簡(jiǎn)單比較ASK信號(hào)兩種解調(diào)誤比特率結(jié)果。在同樣大信噪比時(shí)，相干解調(diào)的性能較非相干解調(diào)優(yōu)越，如r=25,0==0.965式1。_3（非相干），通過查本章附錄互補(bǔ)誤差函數(shù)表，弓=二營攻（2.5）=0.2。3乂10一,。但是相干解調(diào)需提供準(zhǔn)確的相干載波，而非相干解調(diào)可用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢測(cè)?？偟膩碚f， ASK是以控制載波幅度或是否發(fā)送載波來傳送信息， 對(duì)于較高速率的無線信道已不再使用， 它的抗干擾能力遠(yuǎn)不如其他很多類型的調(diào)制方式， 這里僅是作為一種類型進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹， 但提供的性能分析方法卻有理論意義。6.3二元頻移鍵控（FSK以二元數(shù)字序列去控制載波頻率的變化，利用各與載頻 ￡相差4,的兩個(gè)頻率的正弦振蕩，分別表示傳號(hào)與空號(hào)，稱為頻移鍵控（ FSK）o6.3.1 相位不連續(xù)的頻移鍵控信號(hào)傳號(hào)與空號(hào)分別利用不同頻率的獨(dú)立載波，那么在 1、0碼轉(zhuǎn)換時(shí)就不能保證兩個(gè)振蕩的相位連續(xù)性，由于此時(shí)相位的跳變也會(huì)引起本來為等幅振蕩的載波包絡(luò)起伏， 因而FSK信號(hào)功率譜旁瓣衰減緩慢，而降低信道帶寬利用率。FSK信號(hào)特點(diǎn)由式（，因此二者誤差為FSK信號(hào)是兩個(gè)不同頻率而持續(xù)時(shí)間為 標(biāo)的單音信號(hào)，因此它相當(dāng)于兩個(gè)不同載頻的 ASK傳號(hào)，其功率譜也是兩部分拼成。

+自［砥/+行）:雙『一人）產(chǎn)胃盧（J"力）』譏左）］D OFSK信號(hào)正交條件力士勺 fl豆現(xiàn)在討論FSK信號(hào)如何滿足正交條件。由 構(gòu)成的傳號(hào)與空號(hào)載頻 與，兩吊⑥￡式0載頻之間應(yīng)當(dāng)具有一定關(guān)系，才能達(dá)到 與互為正交。因此可以求傳號(hào)與空號(hào)的相關(guān)系數(shù)1r仍一丁門母網(wǎng)⑴曲40COS(￡2^-AtD)l'c<<s[a^+△田)上網(wǎng)上=&x（2A0弓）十劭（外公）匚?！辏?方）工 & /o.=叫一般地，應(yīng)滿足載波頻率 是碼元頻率 的整數(shù)倍，即 ，或1比特間隔包括整數(shù)個(gè)載波周期，即 （m正整數(shù)），因此式（，有外,0滿足 的正交條件，應(yīng)為（n為整數(shù)） （為此應(yīng)有△由二二 z/= =2p%即 444（①二.主 /、口+書申……必… 1工夕…小±二—?由上面兩式表明，2FSK信號(hào)中如果傳號(hào)和空號(hào)的頻率 和，各偏離載頻5馬的整數(shù)倍，即為四分之一二元信號(hào)速率的整數(shù)倍， 則FSK信號(hào)具有正交性。正交信號(hào)的設(shè)計(jì)是數(shù)字系統(tǒng)首要考慮的問題。/A關(guān)于FSK信號(hào)傳輸帶寬，由式（和 為載頻的兩個(gè)“ASK信號(hào)譜主瓣，即%=5一外+總=3幾十2舄=弓十2）舄（式中n值的選取由式（，但是由于傳號(hào)與空號(hào)的相位不連續(xù)，使 FSK功率譜旁瓣較強(qiáng)，因此內(nèi)22為確保傳輸性能，應(yīng)選擇 。這樣，不連續(xù)相位FSK信號(hào)的信道帶寬利用率很低。6.3.22FSK信號(hào)的解調(diào)及抗噪聲性能相干接收fiFSK信號(hào)相干解調(diào)由兩支路分別進(jìn)行窄帶通濾波，各取得傳號(hào)或空號(hào)頻率，分別提供 和fl不同的相干載波，再經(jīng)低通濾波，分別抽樣判決。它是由接收輸入的信號(hào)加噪聲的混合波形中,提取出同由我們已經(jīng)熟悉的相干接收過程，它是由接收輸入的信號(hào)加噪聲的混合波形中,提取出同相分量，F(xiàn)SK傳號(hào)與空號(hào)解調(diào)輸出為:

(C1式中，(C1式中，——分別為傳號(hào)與空號(hào)解調(diào)后的信號(hào)干擾,是性質(zhì)完全相同的窄帶噪聲同相分量。在接收時(shí)，發(fā)生誤差的概率分別為F⑴三F(Q-l/2仍設(shè) ，則平均誤比特率為5M2%=2。三尸（4+?<%）=F（4+題里〈附）表示為互補(bǔ)誤差函數(shù)形式，可得,尸.'—式中， ""——功率信噪比非相干接收"1CFSK信號(hào)非相干（包絡(luò)）解調(diào)，設(shè)兩支路包絡(luò)檢測(cè)后低通濾波輸出的包絡(luò)值分別為 和P2并假定上支路正在接收傳號(hào)，而下支路則空閑， 只含窄帶高斯噪聲的包絡(luò)值（瑞利分布）A上支路輸出包絡(luò) 則為余弦信號(hào)加窄帶噪聲的包絡(luò)值（賴斯分布） 。傳號(hào)發(fā)生誤差的概率為&=>㈤=【工$pSG曲］S—sJ-1/2式中 一一傳號(hào)概率。QQ初于是可求得FSK平均誤比特率，由 函數(shù)…鼠底。）…鼠底。）式中,6.3.3連續(xù)相位頻移鍵控信號(hào)（CPFSKCPFSK勺基本特征在設(shè)計(jì)FSK信號(hào)時(shí)，為了確保傳號(hào)與空號(hào)信號(hào)正交，提供了應(yīng)滿足式（，即(":廠)定義頻偏指數(shù)，即2A/_IT-(n=1,2,顯然，頻偏指數(shù)h的意義是，在確保式（， FSK采用的兩個(gè)載波頻率之差 容■九.￡的取值大小，可由h取值來決定，并且當(dāng)n=1時(shí)，即h=1/2是確保正交條件的最小值，即從數(shù)學(xué)意義上，雖然h=2時(shí)能使瓦⑶與電?有正交關(guān)系，但是上節(jié)介紹的不連續(xù)相位FSK由于6和人兩載波的相位不能確保在傳號(hào)與空號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)刻相位連續(xù)，從而導(dǎo)致 FSK信號(hào)頻譜擴(kuò)展，因此 "2的這一數(shù)字關(guān)系在技術(shù)上并不能得以保證。為了FSK信號(hào)序列的相位連續(xù)，茲采用如圖 6-13所示的“壓控振蕩器”（VCO作為FSK調(diào)制單元，于是圖6-9的非連續(xù)相位FSK波形便改變?yōu)镃PFS蹴形。由式（，在CPFSK時(shí)，h可以任意取值，即n=1,2,……o而式（”=萬使0紂）同=豆&,此種CPFSKK統(tǒng)稱為最小頻移鍵控一一MSK它是一種優(yōu)良的調(diào)制方式， MS即占用傳輸帶寬最小的頻移鍵控，其帶寬為=舄=2.5居俄）（超正交CPFSK在維持正交條件.□三°時(shí)，可有非連續(xù)及連續(xù)相位 FSK的多種情況。從式（，即pL2-曲（2也0叫）（可以證明，它的最小極值并非 戶的三口,而存在<°的極值。有求解極值運(yùn)算后可得2P*=^（1.5^=--=-0,212允（n--0212那么在“ 條件下， ?.一-「一

0212超正交條件。表明只要工和工兩個(gè)載頻相差為J%,就可維持這一 0212超正交條件。=2.750涉）上面通過解調(diào)性能分析，誤比特率?與功率信噪比「具有直接關(guān)系，且在戶.°時(shí)，F(xiàn)值唯

一決定只，但當(dāng)Q'°時(shí)，超正交條件下， 月尚與這一相關(guān)系數(shù)的負(fù)值有直接關(guān)系。這在后面一章最佳接收系統(tǒng)分析時(shí)進(jìn)行討論。 可以表明，在同樣信噪比產(chǎn)時(shí)，超正交（"＜。）比正交系統(tǒng)w°性能優(yōu)良。6.4 二元相移鍵控（PSK6.4.1 二元相移鍵控的構(gòu)成PSK信號(hào)數(shù)字表示式為%?=式中，我們采用了數(shù)字信號(hào)

表示空號(hào)。這種對(duì)應(yīng)方式的i碼直接對(duì)應(yīng)0相位載波（傳號(hào)），而0碼則用反極性載波,PSK可稱為絕對(duì)相移鍵控。式中，我們采用了數(shù)字信號(hào)

表示空號(hào)。這種對(duì)應(yīng)方式的PSK信號(hào)已調(diào)載波為等幅（恒包絡(luò)）、相位不連續(xù)波形序列，它的形成可看作以雙極性不歸0方波二元序列與載波直接相乘的結(jié)果，因此相當(dāng)于雙邊帶（ DSB）調(diào)幅。PSK信號(hào)序列的功率譜，是上一章雙極性不歸0波形序列的功率譜通過以載頻 人頻率搬移的結(jié)果，則其功率譜為%（力■等W3+叱4十）爭(zhēng)PSK信號(hào)傳輸帶寬近似取其主瓣，則64.262，462凡（涇） 6.4.2相對(duì)（差分）相移鍵控（DPSK常用的二元相移鍵控是相對(duì)（差分）相移鍵控方式。它是先將信源碼流 伍J轉(zhuǎn)換為差分碼之后再進(jìn)行如上PSK調(diào)相過程。差分碼是將原碼序列進(jìn)行適當(dāng)變換處理，人為使相鄰碼元具有一定相關(guān)性，這種碼序列用表示。它與原碼序列之間按如下關(guān)系設(shè)計(jì)：式中，國氏為原來信碼， 線為差分碼，瓦^為前1位差分碼。當(dāng)由欲恢復(fù),」，只要利用式（，原碼為DPSK言號(hào)就是在首先構(gòu)成差分碼之后，進(jìn)行的絕對(duì)調(diào)相，其數(shù)字表示式為K愧釀⑴=4C。鼠由「十瓦交）-43（41十0J［丁 .一式中，———差分碼元的反碼，這里設(shè) 0?瓦K。由于原碼口工轉(zhuǎn)換為%,因此PSK與DPSK信號(hào)相位不是直接對(duì)應(yīng)而是差分對(duì)應(yīng)關(guān)系6.5 多元數(shù)字調(diào)幅與調(diào)頻二元信號(hào)傳輸只有兩種可能的信號(hào)狀態(tài)， 多元一一M元信號(hào)則有M個(gè)可能的不同狀態(tài)。兩者信息量的關(guān)系為M=iB或1Bd=kbit式中，Bd多一多元信息單位“波特” (Baud),同時(shí)也作為多元信號(hào)傳輸速率(符號(hào)速率)單位，即每秒鐘的Bd量。如9.6Kb/s二元信號(hào)，利用M=16多元傳輸，波特率為2.4KBd。多元數(shù)字調(diào)幅(MASK).MASK言號(hào)的構(gòu)成MASK信號(hào)可表示為： ?"，?1；二」i(設(shè)載波初相取=0。波特間隔為T的一個(gè)多電平符號(hào)信息量為 比特，在A(t)中從-竺電平到最高電平 十”，以格雷碼表示每電平的 k比特信息。給出一個(gè)4ASK的例子，2設(shè)原碼序列〔鼻J=(1),它的對(duì)應(yīng)格雷碼以 4元符號(hào)表示為： ｛謂/=(3,2,1,0,1,2,0,2 ),方波4電平j(luò)-±L±3。MASK言號(hào)的帶寬與功率由于MASK言號(hào)符號(hào)間隔T,仍可在2ASK的比特碼元間隔篤內(nèi)傳輸M元信息，因此，其帶寬仍為2ASK帶寬，即當(dāng)-2亍-2”商或自融眈禺ASit式中，二,多一多元信號(hào)MAS蹴特率。但MASK勺頻帶利用率卻有所提高，即

MASK言號(hào)平均功率是其最小信號(hào)（幅度為4MASK言號(hào)平均功率是其最小信號(hào)（幅度為4）功率的倍。MASK言號(hào)的相干接收相干接收與前述2元信號(hào)一樣，提供本地相干載波與接收信號(hào) 加高斯白噪聲咐的混合信號(hào)相乘后，經(jīng)低通濾波器，可得解調(diào)輸出為，為■土（2J-2"判決電平為飛式中，———兩相鄰信號(hào)電平差值之半，即["4。發(fā)生誤判的情況是當(dāng)解調(diào)干擾 胃箱超出相應(yīng)接收信號(hào)的判決區(qū)范圍 土&,其差錯(cuò)率為月二行式中，?一一使解調(diào)后的窄帶噪聲同相分量絕對(duì)值。MASK信號(hào)相干解調(diào)總平均誤符號(hào)率為M-2 2 1._ -1_□?<jk為桀二’f~+亍%>田=F/>d）Mm2. 2口_M-\一d一、

為葭二璉（下~）M42%

式中， 七：一一MAS普均信號(hào)功率與噪聲功率之比。6.5.2多元數(shù)字調(diào)頻（MFSK.MFSK言號(hào)的構(gòu)成（叫卜…2MFSK言號(hào)是多元編碼符號(hào) 分別控制M個(gè)相互正交的發(fā)送載波形成/的，設(shè)信道主載頻為 ，M個(gè)符號(hào)對(duì)應(yīng)的傳輸載波分別為八為確保載頻 的M個(gè)載波間互為正交，按前面2FSK介紹的正交條件，載頻間隔應(yīng)為利用M個(gè)不同電平的基帶碼流去控制同一個(gè)正弦振蕩利用M個(gè)不同電平的基帶碼流去控制同一個(gè)正弦振蕩（如VCQ,可產(chǎn)生多元CPFSK言號(hào)。MFSK言號(hào)表示式可寫為,式（，若取n=1,式（，若取n=1,必須確保前述相位連續(xù)條件，則,是一種典型的MASK言號(hào)一一稱為多元最小頻移鍵控（ MMSK,待本章后面MSK一節(jié)將具體討論其特點(diǎn)。MFSK言號(hào)帶寬與功率譜MFSKW2FSK相類同，它是M個(gè)不同頻率載波隨機(jī)交替占用信道一一部分頻帶，總傳輸帶寬為最高與最低載頻載波的2個(gè)主瓣譜與該2個(gè)載頻的差值之和，即=g（嬴7G=2五西十M一Dg/（當(dāng)n=1時(shí)，MMS哈號(hào)帶寬為M-\ M+3”Be*=2Km+ 正無= jucM d2 4 2 ?（說三風(fēng)力=4圖6-26為MFSK言號(hào)功率譜示意圖（單邊），圖a）中4FSK取 ，即，各載2a三V非,a=〃2頻主瓣剛好不重疊，圖b）為 ，即 ，連續(xù)相位4FSK,即4MSKMFSK言號(hào)接收和誤符號(hào)率MFSK言號(hào)同樣可以進(jìn)行相干和非相干接收，如圖 6-5所示，在接收輸入端，首先以窄帶通濾波取出各載頻（M個(gè)），然后可以分別進(jìn)行相干或非相干解調(diào)。這樣每抽樣判決時(shí)刻，在 M個(gè)支路輸出中，只有一個(gè)支路有信號(hào)，其他均為噪聲。因此判決邏輯電路應(yīng)達(dá)到正確地“ M擇1”判決。若利用相干解調(diào)，需同時(shí)提供 M個(gè)嚴(yán)格同步的相干載波，非但復(fù)雜性增加，而且也很難保持M個(gè)相干載波的穩(wěn)定性，因此多用非相干一一包絡(luò)解調(diào)或 M個(gè)匹配濾波器。不加推導(dǎo)地給出誤符號(hào)率公式

F噂-'-——MFSKtJ率信噪比；pr-7產(chǎn)油二「，包帶-9 ■>而相應(yīng) - -在上面兩種解調(diào)式中，當(dāng)M=2,即2FSK,它們的誤比特率均與前面計(jì)算的 2FSK誤比特率相符。MFSK信號(hào)除占用較大帶寬外，它比MASK性能要好得多，是無限短波信道適于采用的多頻制傳輸方式。M個(gè)離散相位的已調(diào)波，各符號(hào)對(duì)6.6多元數(shù)字調(diào)相（MPSK）M個(gè)離散相位的已調(diào)波，各符號(hào)對(duì)以多元符號(hào)編碼序列去控制載波的相位，則可產(chǎn)生應(yīng)的調(diào)相波相位均相隔—,就形成MPSK言號(hào)。MMPSK信號(hào)表示MPSK言號(hào)一般表示式為_ 后 2照 區(qū)由式中，的設(shè)置方式不同，又分為證"系統(tǒng)和加"系統(tǒng)。下面我們按 系統(tǒng)表示形式分析MPSK言號(hào)表示式。墻￡好跑?)=4Cos[ojq￡十⑵一1)—]M為了分析上的方便，我們擬用信號(hào)空間表示法。式（優(yōu)TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"=J—-1)—]

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式中，武’一一已調(diào)波信號(hào)能量式中，武’一一已調(diào)波信號(hào)能量之，T一一-——MPS曲號(hào)間隔。這里，久?與我①為兩個(gè)互為正交的載波，即之所以設(shè)內(nèi)⑴與我（0之所以設(shè)內(nèi)⑴與我（0的幅度為7,是讓未調(diào)的此正交基函數(shù)作為式（鳥均為單位值,顯然，由式（，MPSKRM（M>2）值為多大，總是以相互正交的兩項(xiàng)構(gòu)成，即2E2E霓:(f)=J--cos(2i-1)— -/k￡111(2i2E2E霓:(f)=J--cos(2i-1)— -/k￡111(2i-1)-31n/1T M ...0</<T7這種表示方式將作為信號(hào)空間分析方法的基礎(chǔ)。2E4■其實(shí)，式（，因?yàn)镸PSK言號(hào)在高斯信號(hào)信道中，經(jīng)受加性干擾（AWGN,其空間消息信號(hào)點(diǎn)為瓦〕 土訴由式（表示為電平值為 的雙極性不歸零波形，然后由“電平轉(zhuǎn)換邏輯”計(jì)算由式（出同相分量與正交分量，即式（名s戲出同相分量與正交分量，即式（和值，然后在一個(gè)符號(hào)間隔T內(nèi)分別與相互正交的載波相乘，構(gòu)成式（若M=4,“電平轉(zhuǎn)換邏輯”功能就是簡(jiǎn)單的串-并轉(zhuǎn)換。由于從圖6-7與6-8（a）看出，4PSK信號(hào)4個(gè)狀態(tài)均互為正交，因此特稱其為正交調(diào)相一一 QPSK多元調(diào)相信號(hào)空間特征與噪聲性能.MPSK言號(hào)空間網(wǎng) 2兩由圖6-27的A『系統(tǒng)（或圖6-28M系統(tǒng)）的向量圖，畫出MPSK言號(hào)空間，如圖6-30。MPSK星座圖的共同特點(diǎn)是，由于它總是以正弦波作載波的等幅振蕩，各自相位是以 M來等分割相位，因此MPSK勺星座特點(diǎn)是在一個(gè)同心圓上，即信息只含在相位 上，無論M值有多大?？梢酝茢?，當(dāng)M值很大時(shí)，每個(gè)信號(hào)狀態(tài)的相位差別很小。 當(dāng)已調(diào)載波在傳輸中受到加性或更復(fù)雜的干擾后，信號(hào)間相位將不再保持準(zhǔn)確差值， 誤符號(hào)概率必將大為增加， 因此MPSKATM16系統(tǒng)，一般很少利用M較大值，現(xiàn)常用情況，多半取 ，并且以M=4,QPS劭最常用。另外，從圖6-30（a）QPSKM座來看，4個(gè)星點(diǎn)（消息點(diǎn)）即在一個(gè)同心圓上，又在一個(gè)正方形角頂，亦即既可看作星點(diǎn)軌跡為圓，又可視作方形。這一點(diǎn)在后面一節(jié) QAM（正交調(diào)幅）還要提到。.MPSK信號(hào)相干接收及誤符號(hào)率以上我們分析了M=4時(shí)的QPSK勺特點(diǎn)，當(dāng)M>4時(shí)，作為普遍形式，相干接收系統(tǒng)如圖 6-9M三與①十々（b）所示。輸入的混合波形 ，進(jìn)入接收電路的同相與正交支路， 分別與本血@我?地（相干）正交載波 和求相關(guān)運(yùn)算，其相關(guān)器接收每一個(gè)符號(hào)輸出類似于 QPS保2跖一 工1若為財(cái)系統(tǒng),同樣可得到 與為大。)先0)業(yè)=cas[(j-1)—^]+M=j項(xiàng))機(jī)3#=一、用sn[(i_1)^-]十用？后 2跖 2/rI『與位系統(tǒng)只是M個(gè)相位分配有所不同，這并不影響到抗干擾性