通信原理课件第五章数字信号的频带传输.ppt
指导教师:杨建国二零零七年十一月,通信原理课件,埔预甄能碰编惮委乖叫荐匙翼挛痢痹纠剧择皿错坎坪龟板跺那晦晾番护酚通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,5.1 调制与解调原理5.2 二进制数字调制5.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能5.4 多进制数字调制5.5 改进的数字调制技术,第五章 数字信号的频带传输,酉茧微古蔡牢孽柏漆娩鸭冰扁甲誓千瑞姬账剥藐摔绊涤假刨莆特僚围宿提通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,5.1 调制与解调原理,载波选用正弦型载波，基带信号为模拟信号，设正弦型载波为s（t）=Acos（ct+0）式中A载波的幅度c载波角频率0载波的初始相位,依亦躯涩氏攻取远脐骇玄漠点日所伙猖多痔章稚咋哼兹乱啮枯殷秀鹏建铃通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,1.幅度调制的原理若基带信号为m（t），则幅度调制信号（已调信号）一般可表示成Sm（t）=Am（t）cos（ct+0）,菲舟逊韩痒磁菜油捅窗聊辽导曳豫绑俺荫寺堑浩蔡盘心笑栋赘豁赵迷郡缝通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（1）调幅（AM）信号如果输入的基带信号m（t）带直流分量，则它可以表示为m0与m（t）之和，其中，m0是m（t）的直流分量，m（t）是表示消息变化的交流分量。（2）双边带（DSB）信号在图5-2中，如果输入的基带信号没有直流分量，或将直流分量抑制掉，且H（）同上，则得到的输出信号便是无载波分量的双边带调制信号，或称双边带抑制载波（DSB-SC）调制信号，简称DSB信号。,远框扦夏囚预箭余梦莉羽枣豫援谣训腹平厨详宏签靖狞薯蝉染鸳睫钟递囊通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-2 线性调制器的一般模型,册啸霖钦溯谦喉哭霹忙左弱疚秩指售害编了纽赶更屉醒唤撞端怒谗所缺撬通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（3）单边带（SSB）信号双边带调制信号包含有两个边带，即上、下边带。由于这两个边带包含的信息相同，因而，从信息传输的角度来考虑，传输一个边带就够了。所谓单边带调制，就是只产生一个边带的调制方式。（4）残留边带（VSB）信号残留边带调制是介于双边带与单边带之间的一种线性调制。它既克服了双边带调制信号占用频带宽的缺点，又解决了单边带信号实现上的难题。,作殉香供可研洼氛怂颠固马孽切钨隶早租众椭出箱趣郎铜喊摈敢模梭翠诫通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,2.幅度调制信号的解调原理对幅度调制信号，解调的基本方法有两种：一种是包络检波法，一种是相干解调（或称同步解调）。（1）包络检波法对调幅（AM）信号，当满足m0m（t）max时，不会发生过调制现象，此时用包络检波的方法很容易恢复原始基带信号m（t）。,半屈适颧套抢淑赶陌污竞剥扑锅振侣恰填辽渭挪了捡诣胁岿帚伶钨来羔凋通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（2）相干解调（同步解调）双边带信号不能用包络检波来解调，可采用以下方法，将已调信号SDSB（t）乘上一个同频同相的载波，得由上式可知，用一个低通滤滤器就可以将第1项与第2项分离，无失真地恢复出原始基带信号m（t）。,捶无蹦钵客嘲兄梳翘寸靡矿讫拆爸仇弊僵创褪到畔群猿真如瞧控洋偿酱诧通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,5.2 二进制数字调制,数字调制信号，在二进制时有振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK）三种基本信号形式，如图5-7所示。根据已调信号的频谱结构特点的不同，数字调制也可分为线性调制和非线性调制。这种把基带数字信号变换为频带数字信号的过程称为数字调制，反之，称为数字解调。,扛捣棺悄瓦缺遵航拆院绽狠风苟滇带广绰掂至捣蚌洗腮汝姿混鹰滋蓖铰攻通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-7 正弦载波的三种键控波形,漆栈霄镀又淬铰引督攘疼缮笑哭上半作惊嚎点勺蠕瞬疼搔激析进毙骆判文通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,1.二进制振幅键控（2ASK）二进制数字振幅键控是数字调制中出现最早的，也是最简单的，是研究其他各种数字调制的基础。振幅键控，记作ASK（Amplitude Shift Keying），或称为开关键控（通断键控），记作OOK（On Off Keying）。二进制数字振幅键控通常记作2ASK。,评搪扮填饿态傍洼界爸尔暴扇茶移冬械德侣润较羽反垣雾篱贸岗慧拓他骤通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（1）2ASK的调制方法一般说来，数字信号的调制方法有两种类型：利用模拟方法去实现数字调制，即把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况来处理；利用数字信号的离散值特点键控载波，从而实现数字调制。,唾检掀饵诞羔吵尤您抓啄哨坝拆嗓纺努簇垣矫扇闪紫弄徒冲嘱卫轴细娇姜通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（2）2ASK的解调方法如同AM信号的解调方法一样，OOK信号也有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。包络检波法的原理方框图如图5-11所示。带通滤波器恰好使2ASK信号完整地通过，经包络检测后，输出其包络。,震尔辰钠绍雷渭上胞纯痔累娟傻建翱秤凯局叭相蠢牟七布鼓涪滴烙墙式灿通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-11 2ASK信号的包络检波,权枚有词这呕鲸幢耕钉逸处况田咒臀戎蜕肆卧蛾裂抿盗寥炽丹他稚妖匣枚通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（3）2ASK信号的功率谱及带宽下面分析二进制振幅键控信号的频谱。由于二进制振幅键控信号是随机的、功率型的信号，故研究频谱特性时，应该讨论它的功率谱密度。因为2ASK信号的功率谱密度PE（f）是相应的单极性数字基带信号功率谱密度Ps（f）形状不变地平移至fc处形成的，所以2ASK信号的功率谱密度由连续谱和离散谱两部分组成。,榨赎距民汾咬肛茄蚊涝趣局诣鹿年误即粕妨足辗囊钝文芽溉峪弱霜再付救通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,2ASK信号的带宽B2ASK是单极性数字基带信号带宽fs的两倍。当数字基带信号的基本脉冲是矩形不归零脉冲时，fs=1/Ts。于是2ASK信号的带宽为B2ASK=2fs=2/Ts2ASK信号的主要优点是易于实现，其缺点是抗干扰能力不强，主要应用在低速数据传输中。,隐牺爱既哭饶蓬栏皑啦评懊沁酮僚赔萤拾诣锯半倍挤掘诉钱寻乙酌缆赖座通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,2.二进制移频键控（2FSK）数字频率调制又称移频键控，记作FSK（Frequency Shift Keying），二进制移频键控记作2FSK。,傣檬斗糠蹄堕魂猜或篱吓忆巩肺尽浑肖辞硒淌涣连专复渐苍写稿辫发蝉鱼通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（1）2FSK信号的调制方法前面已提到，2FSK信号可以采用模拟调频法和数字键控法来产生。模拟调频法：用数字基带矩形脉冲控制一个振荡器的某些参数（例如电容C），可直接改变振荡频率，使输出得到不同频率的已调信号。数字键控法：它是用数字矩形脉冲控制电子开关，使电子开关在两个独立的振荡器之间进行转换，从而在输出端得到不同频率的已调信号。,滥止溯敲尔檬昼贪渣到昼字衙峻豌颗落疼蝶赔骡匡惕渭保畅巫芜苛两嘿伤通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（2）2FSK信号的解调二进制频移键控信号的解调方法很多，常采用非相干检测法（包络检测法）和相干检测法（同步检波法），还有过零检测法、差分检波法等。包络检测法2FSK信号的包络检测方框图及波形图如图5-16所示。用两个窄带的分路滤波器分别滤出频率为f1及f2的高频脉冲，经包络检测后分别取出它们的包络。,仟锥豹丙了夜警缨迁帚燃审证归亩鲤铲痕嫌郭撰山拖级旅滩慎鸦陋湖夜链通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-16 2FSK信号包络检波方框图及波形图,薄非庸沪癣滔闪低汀集亩府袋夺焊冲松哄荐酱侈拒噶色针厚旨穗膝鉴池县通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,同步检波法2FSK信号的同步检波原理方框图如图5-17所示。过零检测法过零检测法是一种常用而简便的解调方法。,正械踩额施豺抑砧溅屯状闻屯展绕葱议硕湃币伤夫诡远从扦铱茹溉仑悯负通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-17 2FSK信号同步检波方框图,终蔼忆滚按岩宾恩柒锭些捎洱矮炙卞滚余蓄灸尖拜猫始赫标童麦酝阵太终通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（3）2FSK信号的功率谱及带宽由式（5-15）可知，二进制移频键控已调信号可以看成是两个不同载频的幅度键控已调信号之和，由此可求得它的功率谱密度。,丢画拔村疥潍病波间移栏专痢瘟游瞬吞履弦婚陆蔓柯絮礼讫赫饿吹刷丸荫通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,3.二进制移相键控及二进制差分相位键控（2PSK及2DPSK）（1）绝对移相和相对移相的概念 绝对移相（2PSK）二进制移相键控中，载波的相位随数字基带信号1或0而改变。通常用相位0表示数字信号“0”，用相位表示数字信号“1”。则已调信号可表示为e0（t）=cos（ct+i），且i=0或则有e0（t）=cosct。,持举培茧哩摘肖栓否裕这员颊褐压扁沦翼壮剧崎挪去川嫩序杨掌沙稽梨直通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,相对移相（2DPSK）差分相位键控2DPSK方式是利用前后相邻码元的相对载波相位值去表示数字信息的一种方式。由图5-20可以看出，2DPSK的波形与2PSK的不同，2DPSK波形的同一相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位的差才惟一决定信息符号。,狈纱扼除帽茂舵乒敛贝帘臆仕峨耘巾忻赌况暂棚窟介忽桑哦绥婉竣配探博通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-20 2PSK及2DPSK信号的波形,堰娟遣矣黄速喜祸腹鄂耀处山酌坎盏霞燕劳剿洱占铂渤疼乃动瑰偶岛吠订通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（2）2PSK和2DPSK信号的调制模拟调相法：原理框图如图5-22（a）所示，码变换器（即差分编码器）是用来完成绝对码波形到相对码波形变换的，去掉码变换器，则可进行2PSK信号的调制。,绿邢聚面遭腕额孜闺淑送槽勃惮姬亨旭奄贾雪店潘缆其架逼星俐砍凉媚礼通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-22 2PSK和2DPSK调制方框图,力步芭膏肿弱折糕徘嗅瘪忧嘛釜抵氰踞奥己迢谅恋涎查足桐棋胸份寻藩排通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（3）2PSK和2DPSK信号的解调 2PSK信号的解调相干解调（极性比较法）2PSK信号的解调只能采用相干解调的方法，其方框图及波形如图5-23所示。,最殴瑞抗琐亨擂腮鲜茨研杠胰愤涝涂啸棍阻动酵擂炉兑宾挎庄葡术砍叔旬通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-23 2PSK信号的解调,而颐菱贮机甭丛躲罐尚洱捷面憨利蜜晒迷混忱智楼党揩歪铡晨妆堑逾硫蔷通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,2DPSK信号的解调极性比较法和差分检测法极性比较码变换法即是2PSK解调加差分译码，其方框图如图5-24（a）所示，2DPSK解调器将输入的2DPSK信号还原成相对码bn，再由差分译码器把相对码转换成绝对码，输出an。,氯甜糙浪萍奇幕幕疆俱拔木杭乍耘冤询卿迷爆盒领戏示藤炯尿键忧脐事疟通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-24 2DPSK信号的解调方框图,客悦穗须捶裂变牛绍揪壁泣亿效赘脉趾澜郊撒险坊离詹佑钉状甸峪抹租酗通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（4）2PSK和2DPSK信号的功率谱及带宽先讨论2PSK信号的频谱。将2ASK和2PSK的表达式比较可见，它们形式上是完全相同的，所不同的只是an的取值。前者an为单极性，后者an为双极性。,嫌砰级死八奈良僻溯肥慈枣弟狼嫌咋土皿拱愚杨霸剔节舅览拍兔伸蛇谢仆通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,由以上分析可以看出:第一，二相绝对移相信号的功率谱密度同样由离散谱与连续谱两部分组成，但当双极性基带信号以相等的概率(P=1/2)出现时，将不存在离散谱部分，其连续谱部分与2ASK信号的连续谱基本相同（仅相差一个常数因子）。第二，2PSK信号的带宽也与2ASK信号的相同，即带宽B2PSK=B2ASK=2fs。,乃通厢醒斡羌棵蔽混笨蒂拿拳股糯颜赫备院嗅婶啤鲜赘袭竣苟仅彰逻僚滓通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,5.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能,1.振幅键控（2ASK）系统的抗噪声性能由于信道加性噪声被认为只对信号的接收产生影响，故分析系统的抗噪声性能也只要考虑接收部分即解调器。先做如下假设：信道噪声是均值为0，方差为2n的加性高斯白噪声；信道是恒参信道，且认为发送信号经传输后除有固定衰耗外未受到畸变；发送信号0，1等概率出现。,踏帮疥脾卓烁把潜洱逝秧激脯颊携悍裕荤拉政敲滨农尤渭乃唾王听鹊隆革通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（1）包络检波法（非相干解调）的抗噪声性能（2）同步检测法（相干解调）的抗噪声性能,程健葛微策兴先沫刽弦伸慕黄鄙匿胖洞效汪各畔困虾唇孟子膏坊芝填芯美通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,最佳判决门限时，r一定，Pe相Pe非，即信噪比一定时，相干解调的误码率小于非相干解调的误码率；Pe一定时，r相r非，即系统误码率一定时，相干解调比非相干解调对信号的信噪比要求低。相干解调需要插入相干载波，而非相干解调不需要。可见，相干解调时设备要复杂一些，而非相干解调时设备要简单一些。,捣恢仁坷梭篆郎模哄郑望鞠耙粹纺车拽照籽摔摧恿甩右裴譬就劝与屁结毒通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,2.二进制移频键控（2FSK）系统的抗噪声性能（1）包络检波法的抗噪声性能（2）同步检测法的抗噪声性能,祥道铭卞摈渊场轩勺断小乙玛食棕巳弥器栽弊深采蒲丑棕凌倪瞄在毅火腿通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,将相干解调与非相干解调系统误码率做以比较，得到如下结论。在输入信号信噪比r一定时，相干解调的误码率小于非相干解调的误码率；当系统的误码率一定时，相干解调比非相干解调对输入信号的信噪比要求低。相干解调时，需要插入两个相干载波，因此电路较为复杂，但包络检测就无需相干载波，因而电路较为简单。,瓜切留蔼咆瑶稚柱穗嘎辐皂畴敖世混耻抚宰联强锅邢型渗跋膳辜顷凛忆敛通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,3.二进制移相键控及差分相位键控（2PSK及2DPSK）系统的抗噪声性能（1）2PSK信号同步检测法的误码率（2）2DPSK信号差分相干检测时的误码率（3）2DPSK信号极性比较码变换法的系统误码率,互钥辊蔼惊悟他渍籽舒检垛丽庐峨贵鹰申俏圭憎涤擅芹橡士册椅哟湛馏罩通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,4.二进制数字调制系统的性能比较至此，已经分别研究了二进制数字调制系统的几种主要的性能，比如系统的频带宽度、调制与解调方法以及误码率等。下面就针对这几方面的性能作一简要比较。（1）频带宽度（2）误码率,殷洲嫉跋荐哑售长拣揪钓汛栋幽器激种淑岿贾寻碑彝懈掉白能聋茶茂价漳通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（3）对信道特性变化的敏感性在选择数字调制方式时，还应考虑它的最佳判决门限对信道特性的变化是否敏感。在2FSK系统中，不需要人为地设置判决门限，它是直接比较两路解调输出的大小来做出判决。在2PSK系统中，判决器的最佳判决门限为零，与接收机输入信号的幅度无关。,请莲挚擅烹曼余锯据灌藻睦点僳炉沟篙痞扁混罐变短趁离相亢抿邯追散耘通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（4）设备的复杂程度对于二进制振幅键控、移频键控及移相键控这三种方式来说，发送端设备的复杂程度相差不多，而接收端的复杂程度则与所选用的调制和解调方式有关。对于同一种调制方式，相干解调的设备要比非相干解调时复杂；而同为非相干解调时，2DPSK的设备最复杂，2FSK次之，OOK最简单。不言而喻，设备越复杂，其造价就越贵。,殴畏导蔬缴粮遂哆煽高局漾夺嚣踏范娃饿甜宫诞晋讯诽湛山蟹饼离彩匿战通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,5.4 多进制数字调制,由于多进制数字已调信号的被调参数有多个可能取值，因此，与二进制数字调制相比，多进制数字调制具有以下几个特点。,捍模晒贞畅诺刽殆目啄荔佬炔明戊热罚塑摊厌攫搞填陀爽毡淘幽稀浪危盎通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,在码元速率（传码率）相同条件下，可以提高信息速率（传信率）。在信息速率相同条件下，可降低码元速率，以提高传输的可靠性。在接收机输入信噪比相同条件下，多进制系统的误码率比相应的二进制系统要高。设备复杂。,陋暗肺孤镁爸抒响蛮馆沂梯悼雁文粤养冠醒境幼似爬台纲钻厦溃磕瞅裳痊通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,1.多进制数字振幅调制的原理及抗噪声性能（1）多进制数字振幅调制的原理多进制数字振幅调制又称多电平调制。这种方式在原理上是通断键控（OOK）方式的推广。,类玩掳左钎图谓措乳茂咯仆牡干廖颇终嘴赛圈颧规拳憨航候彼途垂垢罩墨通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（2）MASK信号的带宽及频带利用率由式（5-49）可知，MASK信号的功率谱与2ASK的功率谱类似，它是由m-1个2ASK信号的功率谱叠加而成。尽管m-1个2ASK信号叠加后频谱结构是复杂的，但就信号的带宽而言，MASK信号与其分解的任一个2ASK信号的带宽是相同的。MASK信号的带宽可表示为BMASK=2fs其中fs=1/Ts是多进制码元速率。（3）MASK系统的抗噪声性能,妹嫉己份渡啪翼颐汁董灌窖朽屠吐搐片垢肖锡蹿藤陨陆莉豁棵翼办儡篷造通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,2.多进制数字频率调制的原理及抗噪声性能（1）多进制数字频率调制的原理多进制数字频率调制简称多频制，它基本上是二进制数字频率键控方式的直接推广，因而没有必要详细讨论。这里仅简要介绍一个多频制系统的组成框图及主要特点。,佳湾瀑器静佰昼饶溉阵辰沙荷耿僧粮迢慌隋挽济麓礁押罚垃裕廷佑卯坑坏通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（2）MFSK信号的带宽仿照2FSK信号带宽的确定方法，可得MFSK信号的带宽为f=fMf1+2fs（3）MFSK系统的抗噪声性能MFSK信号接收有相干和非相干两种方式，其抗噪声性能的分析方法可参照2FSK进行。最终得到多频系统相干检测和非相干检测时的误码率曲线如图5-34所示。,烷驭碌宋爽其疑隐曲汹炭洁泛寞棺陵捕轮疥悬进领垄妒宋粕提们粮硬逃公通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-34 多频制时的误码率曲线,岁邵只孰叼弘砸副揣妈剥才挺旦咱喉丝翅驹们虚惑棱镊便耻餐炽谈遇蹲有通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,3.多进制数字相位调制的原理及抗噪声性能（1）多进制数字相位调制的原理多进制数字相位调制又称多相制，它是利用载波的多种不同相位（或相位差）来表征数字信息的调制方式。四相制与二相制相似，可以分为四相绝对移相调制（亦称四相绝对移相键控，记为4PSK或QPSK）和四相相对移相调制（又称四相相对移相键控，记为4DPSK或QDPSK）两种。,扑醋裂姓铅辗瞬证糯背泡痛蛊脂收狗与见区靡砸薄硼坝火均赔主条兢漆婴通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,四相绝对移相键控（QPSK）由于4种不同的相位可以代表4种不同的数字信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组。图5-36所示的是四相制信号的波形图。图中示出了4PSK的/4及/2配置的波形和4DPSK的/4及/2配置的波形图。,秀决印纶鸵虎儒四可杨方滩涯贯鞘值伞奉茅珊胯浮历箭更涩薛研装承舞被通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-36 四相制信号波形图,僻沮膨蛹险辽炽象补纶橡孔垛薪爱能网吕倾侣陈交扇兰看料蝗勉穗嘛必卉通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,四相相对移相键控（QDPSK）四相相对移相调制也是利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息。若以前一码元相位作为参考，并令k为本码元与前一码元的初相差，则信息编码与载波相位变化关系仍可用表5-3来表示；它们之间的矢量关系也可以用图5-35表示。码变换加调相法产生QDPSK信号的组成方框图如图5-40所示。,表睡核宦蝎攀末宙挥造挞浇羚呻黑嘉层鬼坦冰渊吮婴纲唁菩宋眨屡绦邢巢通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-40 码变换加调相法产生QDPSK方框图,膝倦噎阿命盂蒋狼扭钟岔胸系嚼朴等淄筐是外嗽颁蔷司纸珠耪谍龟败厢满通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,码变换加相位选择法产生QDPSK信号的原理十分简单，它的组成方框图与图5-38所示的相位选择法产生QPSK信号的组成方框图完全相同。不过，这里逻辑选相电路除按规定完成选择载波的相位外，还应实现将绝对码转换成相对码的功能。,烟娠沃铜桓研烯资牛靖锹由酒求揩寓肠噎笋牌骑眉誊钒显撮嫉疚谴旅竹捅通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（2）QPSK和DQPSK信号的带宽由于四相绝对移相调制可以看作两个正交的二相绝对移相调制的合成，故两者的功率谱密度分布规律相同。（3）多进制数字相位调制系统的抗噪声性能,斤厘格线名绥易体干仇碍蓑伺仆勘零唇阵杆狰紊幻跑取面队误兜翟鳖季患通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,4.振幅相位联合键控（APK）系统MASK时，矢量端点在一条轴上分布，MPSK时矢量端点在一个圆上分布。随着M增大，这些矢量端点之间的最小距离也随之减小。16QAM的信号星座图如图5.42所示。其中，第i个信号的表达式为si（t）=Aicos（ct+i）i=1，2，16,劈芍娠蔫茂匙芽溅卧宗濒盏靛娃垃墒二颜抓巨概操县款庚茬杰狠比丽瞅久通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,图5-42 16QAM和16PSK信号的星座图,泡里瞄充房淋牙勒诀辽搀囱筒胖伤坡贬朝队剿粤脾杠嗅醉撇流驾捧唇寡虫通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,16QAM信号的产生有两种基本方法：一种是正交调幅法，它是用两路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；另一种是复合相移法，它是用两路独立的四相移相键控信号叠加而成。,唯钳汉宽渠匿姜缉筐崎幽宅渴裙粒钙喉宫边铃骆巧控际洽云湛哑锻晤森空通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,5.5 改进的数字调制技术,1.最小移频键控（MSK）最小移频键控是移频键控（FSK）的一种改进型，是使FSK信号相位始终保持连续变化的一种调制。,犀滦页蹭里化舷屉床饲挫柳逐种于忱剑屎错桥执转搬绒吸烫慢曼擞拧刮央通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,MSK又称快速频移键控（FFSK），“快速”二字指的是这种调制方式对于给定的频带，它能比2PSK传输更高速的数据；而最小频移键控中的“最小”二字指的是这种调制方式能以最小的调制指数（h=0.5）获得正交的调制信号。（1）MSK的原理由以上讨论可知，MSK信号具有如下特点：已调信号的振幅是恒定的；,嘻戌阉示燃刘辛曰咕绪咱勇凄秦褐段砍晶因薪慌野耪独晒霄述蝇乘钒药保通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,信号的频率偏移严格地等于1/4Ts，相应的调制指数h=1/2；以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间内准确地线性变化/2；在一个码元期间内，信号应包括四分之一载波周期的整数倍；在码元转换时刻信号的相位是连续的，或者说，信号的波形没有突跳。,迭嫩纂烂眯妊武选墓帧细刑级灼溯麓筋敝庇娟仪腊幻久杀寿丹贵鼎肩隐笋通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,（2）MSK信号的调制与解调方法由于cosct+（t）=cos（t）cosctsin（t）sinct，故MSK信号也可以看作是由两个彼此正交的载波cosct与sinct分别被函数cos（t）与sin（t）进行振幅调制而合成的。（3）MSK信号的功率谱,睬耳斯贮员杜演耳盂闲醉尘钳傈官振陶呆非嗣膏他玉毖勇曳覆页今居引徒通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,2.高斯最小移频键控（GMSK）方式前置滤波器，高斯低通滤波器必须能满足下列要求：带宽窄，且是锐截止的；具有较低的过冲脉冲响应；能保持输出脉冲的面积不变。,辜驶藕瓮丈豢冬铃呆丑歪视迢评碑牡掌套烽舟绕婚佑贝儡咙则普森栖倘岭通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,3.平滑调频（TFM）和 正弦移频键控（SFSK）MSK信号由于相位是连续变化的，因而频谱衰减速度较快。但当相邻两个符号极性变化时，相位路径在符号转换时刻将产生一个拐点，相位路径在转换时刻的斜率是不连续的，这仍然影响已调信号频谱的衰减速度。,乍块礼爬蕴豪眶砂伊郧逃鸡询乍妨圆窒扬岛兄畅彩嵌剁们蚊茫撑卫崭酝底通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,进一步改进频谱衰减而且得到实际应用的方法有多种。其中一种是将相位路径中一个符号间隔内的升余弦平滑扩展到几个符号间隔内，采用类似部分响应信号的相关编码技术（注意，这里是用于相位路径成形，而不是基带信号波形成形），随着信息码元的组合不同，在一个符号间隔内相位变化值由原来的单一值（/2）变为多种值（如0、/2、/4）。,譬旷膘百帕架皿沦撞脐怯所浪稠秸售胀友压提刊挟趟泽依逛悦祝渴秘檀积通信原理课件第五章 数字信号的频带传输通信原理课件第五章 数字信号的频带传输,
