數(shù)字信號(hào)的調(diào)制傳輸

第七章

數(shù)字信號(hào)的調(diào)制傳輸2024/2/261前言數(shù)字信號(hào)在帶通信道中傳輸，必須用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，和模擬信號(hào)傳輸一樣，數(shù)字信號(hào)傳輸也有三種方式，即幅度鍵控（ASK）頻移鍵控（FSK）和相位鍵控（PSK）2024/2/2627.1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制調(diào)制信號(hào)為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)時(shí)，這種調(diào)制稱為二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制。在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，載波的幅度、頻率或相位只有兩種變化狀態(tài)。2024/2/2637.1.1二進(jìn)制幅度鍵控（2ASK）在幅度鍵控中載波幅度是隨著調(diào)制信號(hào)而變化。最簡(jiǎn)單的形式是載波在二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)1或0的控制下通或斷——通-斷鍵控（OOK）。時(shí)域表達(dá)式

——載波幅度

——載波頻率

——二進(jìn)制數(shù)字信息

2024/2/2642ASK典型波形如下調(diào)制信號(hào)可以是具有一定波形的二進(jìn)制序列，即

2024/2/2652ASKTs——信號(hào)間隔g(t)——調(diào)制信號(hào)的時(shí)間波形二進(jìn)制幅度鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式功率譜密度

2024/2/266由圖可見(jiàn)它是基帶信號(hào)頻譜向fc和-fc兩邊平移。頻譜寬度是基帶的二倍。2024/2/267調(diào)制器可用一個(gè)相乘器來(lái)實(shí)現(xiàn)2024/2/268解調(diào)器解調(diào)器如同模擬信號(hào)雙邊帶時(shí)一樣，也可以有包絡(luò)檢波和相干解調(diào)。對(duì)于數(shù)字信號(hào)解調(diào)來(lái)說(shuō)，必須采用抽樣判決，這一部分也稱為再生，這是數(shù)字通信必不可少的。它能消除噪聲積累。2024/2/2697.1.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）利用載波的頻率變化來(lái)傳遞數(shù)字信息。二進(jìn)制情況下，1對(duì)應(yīng)于載波頻率f1，0對(duì)應(yīng)于載波頻率f2。時(shí)域表達(dá)式如果g(t)為單個(gè)矩形脈沖，則2FSK波形如下：2024/2/2610二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)可看成是兩個(gè)不同載頻的ASK信號(hào)之和，2FSK信號(hào)還可以表示為：設(shè)兩個(gè)載頻的中心頻頻率為fc,頻差為Δf，即：定義調(diào)制指數(shù)：頻帶寬度：2024/2/26112FSK調(diào)制器頻率選擇法產(chǎn)生2FSK信號(hào)2024/2/26122FSK解調(diào)2024/2/26132FSK過(guò)零檢測(cè)法2024/2/26147.1.3二進(jìn)制相移鍵控（2PSK或BPSK）載波的相位隨調(diào)制信號(hào)1或0而變一般用來(lái)表示1或0表達(dá)式如果g(t)為矩形脈沖，則

-又稱二相相移鍵控（BPSK）2024/2/2615當(dāng)數(shù)字信號(hào)的傳輸速率與載波頻率間是整數(shù)倍的關(guān)系時(shí)2PSK信號(hào)的典型波形如下圖所示：從2PSK信號(hào)的表達(dá)式可以看出，2PSK信號(hào)實(shí)際上等同于一個(gè)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)，因此不存在直流分量2PSK信號(hào)的功率譜與2ASK信號(hào)的功率譜相同，只是少了一個(gè)離散的載波分量。2PSK信號(hào)只能采用相干解調(diào)方式

2024/2/26162PSK調(diào)制2024/2/26172PSK解調(diào)2PSK信號(hào)必須采用相干解調(diào)相干解調(diào)需要考慮載波，要求同頻同相，載波必須從信號(hào)中提取，需要采用非線性變換。常用的載波恢復(fù)電路有兩種，分別為平方環(huán)電路和科斯塔斯環(huán)電路。鎖相環(huán)輸出的載波與調(diào)制載波之間的相位差

n為整數(shù)，也就是說(shuō)恢復(fù)的載波和相干載波可能同相也可能反相。即存在相位或相位的模糊度2024/2/2618平方環(huán)電路核心：鎖相環(huán)——由本地載波產(chǎn)生器（VCO壓控震蕩器）、鑒相器、低通濾波器組成。原理：輸入基準(zhǔn)載波與本地產(chǎn)生的載波在鑒相器中進(jìn)行相位比較，若兩者相位不一致（超前或滯后），鑒相器就輸出誤差信息，去控制調(diào)整壓控震蕩器輸出的本地載波的相位，直到與輸入載波的頻率相位一致，才停止調(diào)整X(t)=[∑ang(t-nTs)]cos(2πfct)=B(t)cos(2πfct)U(t)=X2(t)=B2(t)cos2(2πfct)=(1/2)B2(t)[1+cos(4πfct)]=α/2+Nm(t)/2+(α/2)cos(4πfct)+(1/2)Nm(t)cos(4πfct)α:B2(t)中的直流分量；Nm(t)：B2(t)中的交流分量；(α/2)cos(4πfct)是需要的2fc分量；2分頻后得載波分量fc；注意：鎖相環(huán)的VCO的振蕩頻率為2fc2024/2/2619Costas環(huán)電路信號(hào)：S(t)=B(t)cos(2πfct)設(shè)本地振蕩器產(chǎn)生的載波：cos(2πfct+φ)與發(fā)端載波有一相位差φ上通道：S(t)·cos(2πfct+φ)=B(t)cos(2πfct)·cos(2πfct+φ)=（1/2）·B(t)[cosφ+cos(4πfct+φ)]經(jīng)低通后為：(1/2)·B(t)cosφ下通道：S(t)·sin(2πfct+φ)=B(t)cos(2πfct)·sin(2πfct+φ)=(1/2)·B(t)[sinφ+sin(4πfct+φ)]經(jīng)低通后為：(1/2)·B(t)sinφ當(dāng)φ>0時(shí)（但數(shù)值很?。琧osφ≈1，sinφ≈φ

上下通道極性相同，產(chǎn)生一控制信號(hào)ud使VCO的振蕩器輸出載波的相位朝著φ減小的方向變化。當(dāng)φ<0時(shí)，cos(-φ)=cosφ≈1，sin(-φ)=-sinφ≈-φ上下通道極性相反，產(chǎn)生一相反控制信號(hào)-ud使VCO的振蕩器輸出載波的相位朝著φ增大的方向變化。直到VCO處于穩(wěn)態(tài)，才停止調(diào)整。注意：上通道輸出(1/2)·B(t)cosφ≈(1/2)·B(t)即為解調(diào)信號(hào)；VCO的振蕩頻率為fc2024/2/26202PSK解調(diào)2PSK相干解調(diào)器：2PSK調(diào)制和解調(diào)過(guò)程：2024/2/26217.1.4二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）2PSK信號(hào)中，相位變化是以未調(diào)載波的相位作為參考基準(zhǔn)，也就是發(fā)“1”碼時(shí)，讓0相載波過(guò)去，發(fā)“0”碼時(shí)，讓?duì)邢噍d波過(guò)去，這是利用絕對(duì)數(shù)值來(lái)傳送的數(shù)字信息，因而又稱絕對(duì)調(diào)相。例:若用φ表示2PSK信號(hào)的初始相位則2PSK信號(hào)的初始相位與數(shù)字信息之間滿足：φ:0相數(shù)字信息“1”π相數(shù)字信息“0”2DPSK利用前后碼字的相對(duì)相位變化傳送數(shù)字信息。這種方法稱為相對(duì)調(diào)相。例:若用Δφ表示本碼元初始相位與前一碼元初始相位之差則2DPSK信號(hào)的相位差Δφ與數(shù)字信息之間滿足：Δφ:0相數(shù)字信息“0”π相數(shù)字信息“1”2024/2/26222DPSK調(diào)制2DPSK調(diào)制器－也可以用空號(hào)差分碼2024/2/26232DPSK相干解調(diào)2024/2/26242DPSK調(diào)制和解調(diào)過(guò)程2024/2/26252DPSK的差分相干解調(diào)2024/2/26262DPSK調(diào)制和延遲解調(diào)2024/2/2627DPSK系統(tǒng)與PSK系統(tǒng)的主要區(qū)別

PSK方式中，是以未調(diào)的載波作為參考相位的接收端在解調(diào)時(shí)必須具備這樣一個(gè)參考相位。DPSK方式采用差動(dòng)編碼沒(méi)有固定的參考相位就避免了接收機(jī)載波相位同步的麻煩。由于在接收端兩者的參考信號(hào)來(lái)源不同，提取的方法也不同，因此，差錯(cuò)率也不同。在DPSK接收機(jī)中參考信號(hào)就是信號(hào)波形本身，受到加性噪聲的干擾，使檢測(cè)的性能差于PSK系統(tǒng)。2024/2/26287.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的抗噪聲性能通信系統(tǒng)的抗噪聲性能指的是系統(tǒng)克服加性噪聲影響的能力。衡量數(shù)字通信系統(tǒng)抗噪聲性能的重要指標(biāo)是誤碼率。分析二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能，得出誤碼率與信噪比之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。2024/2/26292ASK解調(diào)器解調(diào)器如同模擬信號(hào)雙邊帶時(shí)一樣，也可以有包絡(luò)檢波和相干解調(diào)。對(duì)于數(shù)字信號(hào)解調(diào)來(lái)說(shuō)，必須采用抽樣判決，這一部分也稱為再生，這是數(shù)字通信必不可少的。它能消除噪聲積累。2024/2/26307.2.1ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能1、相干接收時(shí)ASK系統(tǒng)的誤比特率為討論方便，將2ASK信號(hào)表示為：信道的高斯白噪聲經(jīng)帶通濾波器后形成窄帶高斯噪聲，表達(dá)式為：當(dāng)發(fā)送信號(hào)不為0時(shí)，帶通濾波器的輸出信號(hào)表達(dá)式為：解調(diào)器輸出為：－是一個(gè)均值為A的高斯隨機(jī)過(guò)程2024/2/26311、相干接收時(shí)ASK系統(tǒng)的誤比特率y(t)的一維概率密度函數(shù)為：當(dāng)發(fā)送兩種信號(hào)等概時(shí)，平均誤比特率為：當(dāng)發(fā)送信號(hào)0時(shí)，y(t)的一維概率密度函數(shù)為：2024/2/2632最佳判決門(mén)限應(yīng)選在兩條曲線的交點(diǎn)，即此時(shí)Pb為：對(duì)上式進(jìn)行變量置換，令：將新變量帶入：載波不為0時(shí)的信號(hào)定義為峰值信號(hào)，則解調(diào)器輸入的峰值信噪比為：相干ASK的誤比特率又可寫(xiě)為：－簡(jiǎn)稱為接收信噪比2024/2/26332、非相干ASK的誤比特率接收端帶通濾波器的輸出和相干檢測(cè)法的相同，當(dāng)發(fā)送信號(hào)不為0時(shí)：包絡(luò)R的概率密度函數(shù)呈萊斯分布，有：I0(.)為第一類零階修正貝塞爾函數(shù)當(dāng)發(fā)送信號(hào)為0時(shí)，A=0,I0(0)=1,包絡(luò)R的概率密度函數(shù)呈瑞利分布，有：2024/2/2634當(dāng)發(fā)送兩種信號(hào)等概時(shí)，平均誤比特率為：最佳判決電平應(yīng)在兩條概率密度函數(shù)曲線的交點(diǎn)：求出近似解：當(dāng)信噪比很高時(shí)：代入誤比特率公式：在信噪比很高的條件下，上式進(jìn)一步近似為：－在大信噪比及最佳判決門(mén)限下，誤比特率隨信噪比的增大而近似地按指數(shù)規(guī)律下降2024/2/26352FSK解調(diào)2024/2/26367.2.2FSK的抗噪聲性能1、相干FSK的誤比特率2FSK信號(hào)可表示為：當(dāng)發(fā)送信號(hào)為1時(shí)，BPF1輸出為：低通濾波器LPF1輸出為：y1(t)的概率密度函數(shù)為：2024/2/26371、相干FSK的誤比特率下支路中帶通濾波器BPF2的輸出為窄帶高斯噪聲：低通濾波器LPF2的輸出為：y2(t)的概率密度函數(shù)為：令：若這個(gè)電壓比零小，則判決器產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤。即產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤的概率就是y(t)<0的概率。定義一個(gè)新變量：v的概率密度函數(shù)為：2024/2/2638同理，當(dāng)發(fā)送信號(hào)0時(shí)，也可得到類似的結(jié)果，此時(shí)得到v的概率密度函數(shù)為FSK的誤比特率為：令載波為ω1和ω2兩種情況下，信號(hào)的錯(cuò)誤概率相同，有：引入新變量帶入誤碼率公式：2024/2/26392、非相干FSK的誤比特率當(dāng)收到頻率為ω1的信號(hào)時(shí)，BPF1的輸出是信號(hào)和窄帶高斯噪聲的疊加。包絡(luò)檢波器1輸入端的包絡(luò)概率密度函數(shù)為萊斯分布：下支路包絡(luò)檢波器2的輸入端的概率密度函數(shù)為瑞利分布：收到傳號(hào)信號(hào)時(shí)，只有當(dāng)R1>R2才會(huì)有正確的判決令載波為ω1和ω2兩種情況下，信號(hào)的錯(cuò)誤概率相同，非相干解調(diào)的FSK的誤比特率為：綜合以上，得誤比特率的表達(dá)式為：2024/2/2640令：則：引入以下結(jié)論：設(shè)：2024/2/26412PSK解調(diào)2PSK相干解調(diào)器：2024/2/26427.2.32PSK和2DPSK的抗噪聲性能2PSK的抗噪聲性能2PSK信號(hào)表示為：當(dāng)收到傳號(hào)信號(hào)時(shí)，低通濾波器輸出為：概率密度函數(shù)為：當(dāng)收到空號(hào)信號(hào)時(shí)，低通濾波器輸出為：概率密度函數(shù)為：2024/2/26432PSK的抗噪聲性能仍假設(shè)發(fā)送兩種信號(hào)的概率相同，兩種信號(hào)的錯(cuò)誤概率相同，PSK信號(hào)的誤比特率為：作變量替換，得：2024/2/2644DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能DPSK系統(tǒng)的誤比特率：2024/2/26457.2.4二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較2024/2/26467.3數(shù)字信號(hào)的最佳接收最佳接收的概念通信系統(tǒng)傳輸特性的不理想以及噪聲的存在都會(huì)對(duì)接收系統(tǒng)的性能產(chǎn)生影響，最佳接收理論以接收問(wèn)題作為研究對(duì)象，研究從噪聲中如何最好地提取有用信號(hào)。條件高斯白噪聲線性信道上匹配濾波器最大輸出信噪比最小差錯(cuò)概率2024/2/26477.3.1使用匹配濾波器的最佳接收機(jī)濾波器輸入信號(hào)為：濾波器的輸出為：其中信號(hào)部分為：濾波器輸出的噪聲功率為：2024/2/2648利用Schwartz不等式且只有當(dāng)時(shí)，上式取等號(hào)令則有：若要取等號(hào)，必須滿足：－使SNR取最大值的H（f）即所求的濾波器傳遞函數(shù)設(shè)t=tm時(shí)，輸出信號(hào)達(dá)最大值，則此時(shí)的輸出信噪比為：－匹配濾波器的傳遞函數(shù)2024/2/2649匹配濾波器的沖激響應(yīng)：若輸入信號(hào)s(t)為實(shí)信號(hào)，有：一般取tm=T,則有：匹配濾波器輸出信號(hào)為：令u=t-τ,則有：－匹配濾波器輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)成正比當(dāng)t＝T時(shí),有：2024/2/2650濾波器輸出信號(hào)的頻域求解由Parseval定理，輸入信號(hào)s(t)的能量為：匹配濾波器的最大輸出信噪比為：匹配濾波器在t=T瞬間的輸出信噪比與輸入信號(hào)S（t）的能量成正比；與輸入噪聲的功率譜密度n0成反比。2024/2/26517.3.2相關(guān)接收機(jī)由匹配濾波器導(dǎo)出的另一種形式的最佳接收機(jī)在t=T時(shí)，接收機(jī)的輸出為：設(shè)h(t)的表達(dá)式為：則有：判決再生器2024/2/26527.3.3應(yīng)用匹配濾波器的最佳接收性能濾波器的輸出為：在t=T時(shí)刻，對(duì)y(t)的抽樣值為：為y(t)的均值y(t)的方差(即濾波器輸出的噪聲功率）為：2024/2/2653在發(fā)送信號(hào)為s1(t)和s2(t)時(shí)，y(t)的概率密度函數(shù)分別為：最佳判決門(mén)限為：設(shè)發(fā)送s1(t)和s2(t)的概率相同，則總誤比特率為：2024/2/2654作變量代換，將總誤比特率的表達(dá)式寫(xiě)為Q函數(shù)的形式－d稱為歸一化距離求解Pb的最小值，即求d的最大值，為求d的最大值，先求d2的最大值噪聲平均功率：綜合以上解得d2的值為利用Schwartz不等式解得，當(dāng)d2取最大值時(shí)，h(t)的表達(dá)式為2024/2/2655將上式分子展開(kāi)：則二進(jìn)制調(diào)制的最小誤比特率公式（即Pb的最小值）為：如果兩種信號(hào)有相同的能量，即Es1=Es2=Eb，上式簡(jiǎn)化為：－是輸入信號(hào)每比特的能量與輸入噪聲單邊功率譜密度之比2024/2/2656結(jié)論：Eb：輸入信號(hào)（二種信號(hào)）在一個(gè)碼元時(shí)間T

內(nèi)的平均能量ES：載波不為零的碼元時(shí)間T內(nèi)信號(hào)的能量——峰值能量Eb/n0：輸入信號(hào)每比特的平均能量與輸入噪聲單邊功率譜密度之比Eb/n0一定時(shí)，Pb由ρ決定：ρ越大，Pb越大，波形越相似；越不容易判別ρ越小，Pb越小，波形越不相似；越容易判別2024/2/26572ASK信號(hào)表示式：

S1（t）=0ES1（t）=0S2（t）=AcosωctES2（t）=A2T/2Eb=[ES1+ES1]/2=A2T/4A=2（Eb

/T）1/2Pb，2ASK=Q[（Eb/n0）1/2]Pb，2ASK=Q[（ES/2n0）1/2]2024/2/26582PSK信號(hào)表示式：

S1（t）=-（2Eb

/T）1/2cosωct0≤t≤TS2（t）=（2Eb

/T）1/2cosωct0≤t≤TEb=[ES1+ES2]/2=A2T/2

ρ=-1Pb，2PSK=Q[（2Eb/n0）1/2]2024/2/26592FSK信號(hào)表示式：

S1（t）=（2Eb

/T）1/2cosω1t0≤t≤TS2（t）=（2Eb

/T）1/2cosω2t0≤t≤TEb=[ES1+ES1]/2=A2T/2

ρ=1/Eb·∫T2Eb

/T

·cosω2tcosω1tdt0=1/T·∫T[cos（ω2+ω1）t+cos（ω2-ω1）t]dt0（ω2+ω1）》2π/Tρ≈sin（ω2-ω1）T/（ω2-ω1）TPb，2FSK=Q[（Eb/n0）1/2]2024/2/26607.3.4最佳非相干接收匹配濾波器對(duì)發(fā)送信號(hào)（接收機(jī)輸入信號(hào)）相匹配，這時(shí)濾波器的相位與信號(hào)相位相匹配；在t=T時(shí)刻（抽樣時(shí)刻T），y(T)最大（達(dá)到載波正峰值），具有最大信噪比。如果由于發(fā)射和接收設(shè)備不穩(wěn)定，傳輸路徑不確定，濾波器的相位與信號(hào)的相位不匹配，最大值輸出將不出現(xiàn)在在t=T抽樣時(shí)刻，因此，在缺少相位先驗(yàn)知識(shí)的情況下，為了避免在在t=T時(shí)刻得到偏離最大峰值的抽樣值，最好的辦法是提取輸出信號(hào)包絡(luò)，因?yàn)榘j(luò)與相位失配完全無(wú)關(guān)，在T時(shí)刻包絡(luò)值仍是最大的。2024/2/26617.3.4最佳非相干接收2FSKA點(diǎn)為窄帶高斯，B點(diǎn)將出現(xiàn)兩種情況－有信號(hào)時(shí)，為萊斯分布－無(wú)信號(hào)時(shí)，為瑞利分布2024/2/26622FSK的最佳非相干接收誤比特率理想情況下，帶通濾波器的帶寬為因此，噪聲平均功率為采用匹配濾波器時(shí)，包絡(luò)檢波器輸出端在t＝T時(shí)的信號(hào)幅度為將信號(hào)的幅度值A(chǔ)和噪聲平均功率值分別帶入誤比特率算式，有：2024/2/26632ASK的最佳非相干接收有信號(hào)時(shí)為萊斯分布，無(wú)信號(hào)時(shí)為瑞利分布。因此只要分別求出這兩種情況下的誤比特率，再求統(tǒng)計(jì)平均。信噪比很高時(shí)理想情況下，帶通濾波器的帶寬取相應(yīng)的綜合以上，最佳非相干2ASK的誤比特率為2024/2/26642DPSK延遲解調(diào)（1）對(duì)于這種信號(hào)的檢測(cè)，我們認(rèn)為是在兩個(gè)符號(hào)間隔內(nèi)觀察信號(hào)，發(fā)現(xiàn)它在0≤t≤2T時(shí)間內(nèi)，是正交的。相鄰兩個(gè)碼元的2DPSK信號(hào)有兩種可能的情況，一種是相位相同，一種是相位相差π，則可將兩個(gè)碼元一組的信號(hào)分別表示為：2024/2/26652DPSK的延遲解調(diào)（2）顯然s1(t)和s2(t)這兩組信號(hào)在0≤t≤2T時(shí)間內(nèi)是正交的，因此2DPSK是非相干正交調(diào)制的一個(gè)特例，且有只要用Es代替式（7－104）中的Eb，即可得到2DPSK的誤比特率2024/2/26667.3.5最佳系統(tǒng)性能比較2024/2/26672024/2/2668推導(dǎo)Eb/n0與信噪比r之間的關(guān)系：對(duì)于二進(jìn)制調(diào)制，信號(hào)的平均功率為若接收機(jī)帶寬為B，則接收到的噪聲的平均功率為因此，信噪比為S/N一定，Eb/n0隨Rb/B(不同調(diào)制方案,頻帶利用率不同)而變化Eb/n0一定，S/N隨Rb/B(不同調(diào)制方案,頻帶利用率不同)而變化頻帶利用率2024/2/26697.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制概述多進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)控制高頻載波的振幅、頻率或相位的變化過(guò)程

提高頻帶利用率的方法Rb=Rslog2M——ηb=Rb/B=Rslog2M÷[(1+α)/2T]

=2log2M/(1+α)B一定，Rb增大，ηb提高－多進(jìn)制調(diào)制的代價(jià)：增加信號(hào)功率和實(shí)現(xiàn)上的復(fù)雜性－常用的M進(jìn)制調(diào)制有，MASK、MFSK、MPSK2024/2/26707.4.1多進(jìn)制幅度鍵控（MASK）在M進(jìn)制幅度鍵控中，載波幅度有M種取值時(shí)域表達(dá)式可以有M種取值，－它們出現(xiàn)的概率分別為

MASK信號(hào)可以看成是由時(shí)間上互不相容的M-1個(gè)不同振幅的2ASK信號(hào)疊加特點(diǎn)：功率譜的狀態(tài)和2ASK相似，它相當(dāng)于M電平基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行雙邊帶調(diào)幅，因此，帶寬是M電平基帶信號(hào)的兩倍。2024/2/2671調(diào)制方法與2ASK相同但需將二電平的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)镸電平的基帶信號(hào)要求：已調(diào)信號(hào)的幅度與基帶信號(hào)的幅度成正比——調(diào)制器在調(diào)制范圍內(nèi)是線性的MASK信號(hào)的解調(diào)與2ASK信號(hào)的解調(diào)相同——包絡(luò)檢波或相干檢波2024/2/26727.4.2多進(jìn)制相移鍵控（MPSK）載波相位有M種取值。當(dāng)基帶信號(hào)的碼元間隔為T(mén)s時(shí)：MPSK信號(hào)的表達(dá)Es：信號(hào)在一個(gè)碼元間隔內(nèi)的能量將碼元持續(xù)時(shí)間為T(mén)s的基帶信號(hào)用矩形函數(shù)表示，有MPSK信號(hào)的表達(dá)式又可為2024/2/2673為計(jì)算方便，令初始相位θ＝0，將MPSK信號(hào)的表達(dá)式展開(kāi)MPSK的表達(dá)式可簡(jiǎn)寫(xiě)成其中同相分量正交分量2024/2/2674MPSK信號(hào)的分析任何一個(gè)MPSK信號(hào)可以看作是對(duì)兩個(gè)正交載波進(jìn)行多電平雙邊帶調(diào)幅的疊加，因此它的頻譜寬度和MASK相同，是基帶信號(hào)的二倍。當(dāng)信息速率相同時(shí)，MPSK信號(hào)的帶寬是2PSK信號(hào)帶寬的1/log2M,即頻帶利用率提高為log2M倍。Rb（m）=Rb

=Rslog2M；Bm=Bb/log2M當(dāng)兩者碼元速率相同時(shí)，兩者帶寬相同；MPSK信號(hào)的信息速率是2PSK信號(hào)的log2M倍。Bm=Bb

；Rb

=Rslog2M

2024/2/2675MPSK信號(hào)的矢量圖2024/2/26762.

MPSK信

號(hào)

的

調(diào)

制

－QPSK

2024/2/2677相位選擇法產(chǎn)生QPSK信號(hào)2024/2/2678MPSK信

號(hào)

的

調(diào)

制

－8PSK

2024/2/26798PSK信號(hào)的產(chǎn)生方法載波有8種相位來(lái)傳送八進(jìn)制碼元，每個(gè)碼元包含3個(gè)二進(jìn)制碼，串并變換：二進(jìn)制——3bit碼，由3bitb1b2b3決定8種相位中的一種；電路仍是正交調(diào)制電路：b1決定同相路信號(hào)的極性b1=1正，b1=0負(fù)b2決定正交路信號(hào)的極性b2=1正，b2=0負(fù)b3決定同相路和正交信號(hào)的幅度

b3=1同相路信號(hào)為0.924；正交路信號(hào)為0.383b3=0同相路信號(hào)為0.383；正交路信號(hào)為0.924電平產(chǎn)生——雙極性四電平信號(hào)±0.924；±0.383同相路信號(hào)的極性和幅度由b1b3決定——4ASK；正交路信號(hào)的極性和幅度由b2b3——4ASK；矢量相加——8PAKb1=1，b2=1，b3=1：同相路信號(hào)為0.924，正交路信號(hào)為0.383——θ=π/8；22.5ob1=1，b2=1，b3=0：同相路信號(hào)為0.383，正交路信號(hào)為0.924——θ=3π/8；67.5o注意：同相路和正交路信號(hào)有關(guān)，不是相互獨(dú)立的——為保證合成矢量端點(diǎn)落在同一園上——合成矢量幅度為12024/2/26803、MPSK信號(hào)的解調(diào)都采用正交相干解調(diào)QPSK2024/2/26818PSK信號(hào)的解調(diào)由8PSK調(diào)制電路可知解調(diào)也可采用二路正交相干解調(diào)，但電平判決為4電平判決重申：

MPSK相干解調(diào)時(shí)，恢復(fù)載波同樣存在相位模糊問(wèn)題，因此M進(jìn)制調(diào)相應(yīng)采用相對(duì)調(diào)相方法——對(duì)輸入信