通信原理-數(shù)字調(diào)制-4課件

多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)§7.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)§7.41

引言二進(jìn)制：每個(gè)碼元只攜帶

1

bit

信息Mlog2M西安電子科技大學(xué)通院引言二進(jìn)制：每個(gè)碼元只攜帶1bit信息Mlog2通信原理-數(shù)字調(diào)制_4課件3MASK可看成是二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）的推廣。且有§7.4.1

多進(jìn)制振幅鍵控（MASK）

4ASK信號(hào)振幅有4種取值，每個(gè)碼元含2bit。MASK可看成是二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）的推廣。且有§74

MASK調(diào)制:與2ASK的產(chǎn)生方法相似，區(qū)別在于:發(fā)送端輸入的二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)需要先經(jīng)過(guò)電平變換器轉(zhuǎn)換為M電平的基帶脈沖，然后再去調(diào)制。

MASK解調(diào):與2ASK信號(hào)解調(diào)也相似，有相干和非相干解調(diào)兩種。MASK調(diào)制:與2ASK的產(chǎn)生方法相似，區(qū)別在于:5MASK信號(hào)的功率譜與2ASK信號(hào)具有相似的形式;譜零點(diǎn)帶寬是M進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)帶寬的兩倍。在

Rb相同時(shí)，MASK信號(hào)帶寬是2ASK的1/log2M倍。

MASK的抗噪聲能力差，

常用多進(jìn)制正交振幅調(diào)制（MQAM）來(lái)代替。MASK信號(hào)的功率譜與2ASK信號(hào)具有相似的形式;6MFSK可視為2FSK方式的推廣。

4FSK采用

4種不同的頻率分別表示雙比特信息：§7.4.2

多進(jìn)制頻移鍵控（MFSK）MFSK可視為2FSK方式的推廣。4FSK采用4種不7MFSK調(diào)制與解調(diào)的原理框圖：MFSK調(diào)制與解調(diào)的原理框圖：8要求載頻之間的距離足夠大，以便用濾波器分離不同頻率的譜。MFSK信號(hào)占用較寬的頻帶，信道頻帶利用率不高。MFSK一般用于

調(diào)制速率(1/TB)

不高的衰落信道傳輸場(chǎng)合。要求載頻之間的距離足夠大，以便用濾波器分離不同頻率的譜。MF9利用載波的M種不同相位表示數(shù)字信息。

信號(hào)矢量圖（星座圖）：§7.4.3

多進(jìn)制相移鍵控（MPSK）1

基本概念利用載波的M種不同相位表示數(shù)字信息。信號(hào)矢量圖（星座圖）10通信原理-數(shù)字調(diào)制_4課件1124PSK調(diào)制

QPSK的每一種載波相位代表兩個(gè)比特：

（00、01、10或

11）兩個(gè)比特的組合稱做雙比特碼元，記為ab24PSK調(diào)制QPSK的每一種載波相位代表兩個(gè)比121）雙比特與載波相位的關(guān)系矢量圖

注：對(duì)應(yīng)關(guān)系可有不同規(guī)定，但相鄰碼組應(yīng)符合格雷碼編碼規(guī)則1）雙比特與載波相位的關(guān)系矢量圖注：對(duì)應(yīng)關(guān)系可有不同規(guī)定13波形

波形14正交調(diào)相法2）

QPSK調(diào)制正交調(diào)相法2）QPSK調(diào)制15根據(jù)當(dāng)時(shí)的雙比特ab，選相電路從候選的4個(gè)相位中選擇相應(yīng)相位的載波輸出。相位選擇法abB方式原理：根據(jù)當(dāng)時(shí)的雙比特ab，選相電路從候選的4個(gè)相位中選16

解決方案：采用四相相對(duì)相位調(diào)制，即QDPSK。

存在問(wèn)題：存在900的相位模糊（0,90,180,270）

原理：分解為兩路2PSK信號(hào)的相干解調(diào)。3QPSK解調(diào)解決方案：采用四相相對(duì)相位調(diào)制，即QDPSK。存在問(wèn)題：17跳變周期2Tb帶寬B=Rb

QPSK

特點(diǎn)：

相位跳變：0°,±90°,±180°跳變周期2TbQPSK特點(diǎn)：相位跳變：0°,±18最大相位跳變180°，使限帶的QPSK信號(hào)包絡(luò)起伏很大，并出現(xiàn)包絡(luò)零點(diǎn)。頻譜擴(kuò)展大，旁瓣對(duì)鄰道干擾大。

QPSK

缺點(diǎn)：

最大相位跳變180°，使限帶的QPSK信號(hào)包絡(luò)起伏很大，并出19

改進(jìn)思路：

QPSK相位路徑

最大相位跳變180°改進(jìn)思路：QPSK相位路徑最大相位跳變1820

改進(jìn)思路：

信號(hào)點(diǎn)不作對(duì)角線移動(dòng)即雙比特ab不同時(shí)跳變改進(jìn)思路：信號(hào)點(diǎn)不作對(duì)角線移動(dòng)21

改進(jìn)思路：

信號(hào)點(diǎn)不作對(duì)角線移動(dòng)即雙比特ab不同時(shí)跳變OQPSK相位路徑

相位跳變

0或±90°4

OQPSK

(偏置或交錯(cuò)QPSK，OffsetQPSK)

如何實(shí)現(xiàn)？

見(jiàn)下圖改進(jìn)思路：信號(hào)點(diǎn)不作對(duì)角線移動(dòng)OQPSK相位路徑22OQPSKOQPSK23

限帶QPSK

與限帶OQPSK

對(duì)比：

最大相位跳變180°

——包絡(luò)起伏大——頻譜擴(kuò)展大相位跳變周期2Tb

最大相位跳變90°——包絡(luò)起伏小——頻譜擴(kuò)展小相位跳變周期Tb影響主瓣帶寬限帶QPSK與限帶OQPSK對(duì)比：最大相位跳變124由兩個(gè)相差

/4的QPSK星座圖交替產(chǎn)生：A方式:

0°,±90°,180°

B方式:±45°,±135°5

/4-QPSK

原理和特點(diǎn)：

由兩個(gè)相差/4的QPSK星座圖交替產(chǎn)生：5/4-25

4-QPSK優(yōu)勢(shì)：4-QPSK優(yōu)勢(shì)：26原理與2DPSK

類似：利用相鄰碼元載波的相對(duì)相位

變化表示數(shù)字信息。QDPSK與QPSK的關(guān)系，如同2DPSK與2PSK關(guān)系4DPSK也稱QDPSK§7.4.4

多進(jìn)制差分相移鍵控

（MDPSK

）1

基本原理QDPSK的矢量圖與QPSK的矢量圖相似——只是參考相位

是前一碼元的載波相位原理與2DPSK類似：利用相鄰碼元載波的相對(duì)相位27矢量圖

前一碼元載波相位矢量圖前一碼元28波形

波形29

也有正交調(diào)相法和相位選擇法差分

編碼將絕對(duì)碼ab

?相對(duì)碼cd

碼變換+絕對(duì)調(diào)相原理圖B方式僅需在QPSK調(diào)制器基礎(chǔ)上增添差分編碼（碼變換）2

QDPSK調(diào)制也有正交調(diào)相法和相位選擇法差分編碼將絕對(duì)碼30cdab