5.1引言5.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理5.3二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能5.4二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較5.5多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第五章正弦載波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)1第五章數(shù)字載波調(diào)制5.1引言數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng),是將信源發(fā)出的信息碼經(jīng)碼型變換及波形形成后直接傳送至接收端。雖然碼型變換及波形形成可使其頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生某些變化，但分布的范圍仍然在基帶范圍內(nèi)。2第五章數(shù)字載波調(diào)制在實(shí)際信道中，大多數(shù)信道具有帶通傳輸特性，數(shù)字基帶信號(hào)不能直接在這種信道中傳輸，因此，必須用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生已調(diào)數(shù)字信號(hào)，才能在無線信道、光纖信道等媒質(zhì)中傳輸。類似與模擬調(diào)制，有數(shù)字振幅調(diào)制、數(shù)字頻率調(diào)制和數(shù)字相位調(diào)制。5.1引言3第五章數(shù)字載波調(diào)制調(diào)制器信道解調(diào)器噪聲源基帶信號(hào)輸入基帶信號(hào)輸出圖5.1–1數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)5.1引言4第五章數(shù)字載波調(diào)制

用數(shù)字基帶信號(hào)去控制載波波形的某個(gè)參量，使這個(gè)參量隨基帶信號(hào)的變化而變化。

數(shù)字調(diào)制利用數(shù)字脈沖信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行開關(guān)形式的控制而實(shí)現(xiàn)，故稱數(shù)字鍵控。1、概念5.1引言5第五章數(shù)字載波調(diào)制

載波的波形是任意的，但大多數(shù)的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)都選擇單頻信號(hào)（正弦波或余弦波）作為載波，因?yàn)楸阌诋a(chǎn)生與接收。常用的載波信號(hào)為，其中為A為載波的振幅,ωc為載波的角頻率,為載波的初始相位。5.1引言6第五章數(shù)字載波調(diào)制2、數(shù)字調(diào)制分類(1)根據(jù)控制載波波形參量不同，分為：

振幅鍵控（ASK）用數(shù)字消息控制載波的振幅。

移頻鍵控（FSK）用數(shù)字消息控制載波的頻率。

移相鍵控（PSK）用數(shù)字消息控制載波的相位。5.1引言7第五章數(shù)字載波調(diào)制(2)根據(jù)已調(diào)信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，分為：線性調(diào)制(如ASK)

非線性調(diào)制（如FSK，PSK）

線性調(diào)制中已調(diào)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)與基帶信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同，只不過搬移了一個(gè)頻率位置，無新的頻率成分出現(xiàn)。非線性調(diào)制已調(diào)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)與基帶信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)不同，有新的頻率成分出現(xiàn)。5.1引言8第五章數(shù)字載波調(diào)制振幅鍵控是正弦載波的幅度隨數(shù)字基帶信號(hào)而變化的數(shù)字調(diào)制。當(dāng)數(shù)字基帶信號(hào)為二進(jìn)制時(shí)，則為二進(jìn)制振幅鍵控2ASK。

5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）ASK:AmplitudeShiftKeying5.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理9第五章數(shù)字載波調(diào)制二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的表示、時(shí)間波形二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的調(diào)制原理二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的解調(diào)2ASK信號(hào)的功率譜密度本節(jié)內(nèi)容5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）10第五章數(shù)字載波調(diào)制2ASK是利用代表數(shù)字信息“0”或“1”的基帶矩形脈沖去鍵控一個(gè)連續(xù)的載波，使載波時(shí)斷時(shí)續(xù)地輸出。有載波輸出時(shí)表示發(fā)送“1”，無載波輸出時(shí)表示發(fā)送“0”。2ASK信號(hào)的時(shí)間波形隨二進(jìn)制基帶信號(hào)s(t)通斷變化，所以又稱為通（on）、斷(off)鍵控OOK。5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）11第五章數(shù)字載波調(diào)制設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制符號(hào)序列由0、1序列組成，發(fā)送0符號(hào)的概率為P，發(fā)送1符號(hào)的概率為1-P，且相互獨(dú)立。該二進(jìn)制符號(hào)序列可表示為：(5.2-1)一、二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的表示單極性NRZ矩形脈沖，周期TB5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）12第五章數(shù)字載波調(diào)制其中(5.2-2)(5.2-3)5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）13第五章數(shù)字載波調(diào)制則二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)可表示為：(5.2-4)5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）14第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–1二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)時(shí)間波型二、二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的時(shí)間波形TB5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）15第五章數(shù)字載波調(diào)制[習(xí)題6-2]已知某OOK系統(tǒng)的傳碼率為103B,所用的載波信號(hào)為Acos(4π×103t)。（1）設(shè)傳送數(shù)字信息為011001，畫出相應(yīng)的2ASK信號(hào)波形。（2）求2ASK信號(hào)的帶寬。5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）16第五章數(shù)字載波調(diào)制(2)二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的帶寬B2ASK是基帶信號(hào)波形帶寬的兩倍解：(1)5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）17第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2-2二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)調(diào)制器原理框圖模擬相乘數(shù)字鍵控三、二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的調(diào)制原理教學(xué)動(dòng)畫5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）18第五章數(shù)字載波調(diào)制

非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波法)

相干解調(diào)(同步檢測(cè)法)。四、二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的解調(diào)5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）19第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–3ASK非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波法)原理框圖教學(xué)動(dòng)畫包絡(luò)檢波器e2ASK(t)帶通濾波器全波整流器低通濾波器抽樣判決器輸出abcd定時(shí)脈沖5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）20第五章數(shù)字載波調(diào)制帶通濾波器（BPF）恰好使2ASK信號(hào)完整地通過，經(jīng)包絡(luò)檢測(cè)后，輸出其包絡(luò)。低通濾波器（LPF）的作用是濾除高頻雜波，使基帶信號(hào)（包絡(luò)）通過。抽樣判決器包括抽樣、判決及碼元形成器。定時(shí)抽樣脈沖（位同步信號(hào)）是很窄的脈沖，通常位于每個(gè)碼元的中央位置，其重復(fù)周期等于碼元的寬度。5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）21第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2-42ASK信號(hào)非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形22第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–52ASK相干解調(diào)器原理框圖相干檢測(cè)就是同步解調(diào)，要求接收機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與發(fā)送載波同頻同相的本地載波信號(hào)，稱其為同步載波或相干載波。e2ASK(t)帶通濾波器相乘器低通濾波器抽樣判決器定時(shí)脈沖輸出coswcty(t)教學(xué)動(dòng)畫5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）23第五章數(shù)字載波調(diào)制相干解調(diào)低通濾波器的截止頻率與基帶數(shù)字信號(hào)的最高頻率相等。5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）24第五章數(shù)字載波調(diào)制相干解調(diào)過程5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）25第五章數(shù)字載波調(diào)制五、2ASK信號(hào)的功率譜密度若二進(jìn)制基帶信號(hào)s(t)的功率譜密度為（p95-5.2-26)OOK信號(hào)s(t)代表信息的隨機(jī)單極性矩形脈沖序列5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）26第五章數(shù)字載波調(diào)制顯然Ps(f)只在G（0）處有離散譜，且G（0）=TB，所以有：(5.2-5)5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）27第五章數(shù)字載波調(diào)制離散分量告訴我們信號(hào)中有無特殊頻率成份；連續(xù)分量可以看出信號(hào)帶寬，第一零點(diǎn)fb。5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）28第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2-62ASK信號(hào)的功率譜密度示意圖-2fb－fc－fb－fc－fc＋fb－fc+2fbOfc-2fbfc－fbfc+2fbfc＋fbfcf0dBP2ASK(f)連續(xù)譜經(jīng)傳號(hào)波形線性調(diào)制后決定離散譜由載波分量決定OOk信號(hào)e0(t)的功率譜密度為：G(f)?后->左移右移29第五章數(shù)字載波調(diào)制

OOk信號(hào)e0(t)的功率譜密度為：(5.2-6)30第五章數(shù)字載波調(diào)制二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度由離散譜和連續(xù)譜兩部分組成。離散譜由載波分量確定，連續(xù)譜由基帶信號(hào)波形g(t)確定。二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的帶寬B2ASK是基帶信號(hào)波形帶寬的兩倍,即B2ASK=2B=2fB。因?yàn)橄到y(tǒng)的傳碼率RB=fB(Baud)，故2ASK系統(tǒng)的頻帶利用率為5.2.1二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK,OOK）31第五章數(shù)字載波調(diào)制在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，若正弦載波的頻率隨二進(jìn)制基帶信號(hào)在f1和f2兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化，則產(chǎn)生二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)(2FSK信號(hào))。

“1”—>f1“0”—>f2

可見，F(xiàn)SK是用不同頻率的載波來傳遞數(shù)字消息的。5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）32第五章數(shù)字載波調(diào)制二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的表示、時(shí)間波形二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的調(diào)制原理與實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的解調(diào)2FSK信號(hào)的功率譜密度本節(jié)內(nèi)容5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）33第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5-8中波形g可分解為波形e和波形f，即二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)可以看成是兩個(gè)不同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的疊加。一、2FSK信號(hào)的表示5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）34第五章數(shù)字載波調(diào)制圖4.2-7二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)間波形aak1011001ts(t)ts(t)bcdtefgt2FSK信號(hào)ttt35第五章數(shù)字載波調(diào)制(5.2-7)則二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為：假設(shè)二進(jìn)制基帶信號(hào)“1”—>f1“0”—>f2

其中基帶信號(hào)（NRZ）5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）36第五章數(shù)字載波調(diào)制分別代表第n個(gè)信號(hào)碼元的初始相位。在2ASK信號(hào)中，它們不攜帶信息，通?？稍O(shè)為零。因此，二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式可簡(jiǎn)化為：(5.2-8)5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）37第五章數(shù)字載波調(diào)制二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的產(chǎn)生，可以采用模擬調(diào)頻電路來實(shí)現(xiàn)，也可以采用數(shù)字鍵控的方法來實(shí)現(xiàn)。二、二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的產(chǎn)生5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）38第五章數(shù)字載波調(diào)制圖4.2–8二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的原理圖(b)數(shù)字鍵控法(b)模擬調(diào)頻法壓控振蕩器問題：圖b中的s(t)必須是單極性NRZ嗎？教學(xué)動(dòng)畫載波載波~f1~f2sFSK(t)s(t)=0s(t)=1載波載波~f1~f2sFSK(t)39第五章數(shù)字載波調(diào)制核心思想：一路2FSK視為2路2ASK信號(hào)的合成。f1振蕩器f2振蕩器選通開關(guān)反向器選通開關(guān)相加器基帶信號(hào))(ts)(ts)(ts)(0te圖5-8

數(shù)字鍵控法實(shí)現(xiàn)2FSK信號(hào)的電路框圖5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）40第五章數(shù)字載波調(diào)制非相干解調(diào)法（包絡(luò)檢波法）相干解調(diào)法鑒頻法過零檢測(cè)法：差分檢測(cè)法三、2FSK信號(hào)的解調(diào)方法2FSK特有一路2FSK視為2路2ASK信號(hào)的合成。逆過程2FSKy1(t)y2(t)分路2ASK信號(hào)解調(diào)s1(t)s2(t)基帶信號(hào)5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）41第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–92FSK非相干解調(diào)器(包絡(luò)檢波法)原理圖e2FSK(t)帶通濾波器w1包絡(luò)檢波器抽樣判決器輸出定時(shí)脈沖帶通濾波器w2包絡(luò)檢波器v1v2s’(t)1、2FSK信號(hào)的包絡(luò)檢波法問題：BPF1、BPF1帶寬？教學(xué)動(dòng)畫5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）42第五章數(shù)字載波調(diào)制兩個(gè)帶通濾波器帶寬皆為相應(yīng)的2ASK信號(hào)帶寬（中心頻率不同，分別為f1、f2

），起分路作用，用以分開兩路2ASK信號(hào)；

包絡(luò)檢測(cè)后分別取出它們的包絡(luò)s(t)及；

抽樣判決器起比較器作用，把兩路包絡(luò)信號(hào)同時(shí)送到抽樣判決器進(jìn)行比較，從而判決輸出基帶數(shù)字信號(hào)。5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）43第五章數(shù)字載波調(diào)制若上、下支路及的抽樣值分別用v1、v2表示，則抽樣判決器的判決準(zhǔn)則為：5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）44第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2-102FSK非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形111000001012FSK信號(hào)v1下支路全波整流輸出v2上支路全波整流45第五章數(shù)字載波調(diào)制圖4.2–112FSK相干解調(diào)器原理圖2、2FSK信號(hào)的相干解調(diào)法e2FSK(t)帶通濾波器w1低通濾波器抽樣判決器輸出定時(shí)脈沖帶通濾波器w2低通濾波器相乘器相乘器cosw1tcosw2tv1v2核心思想：一路2FSK視為2路2ASK信號(hào)的合成。教學(xué)動(dòng)畫5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）46第五章數(shù)字載波調(diào)制圖中兩個(gè)帶通濾波器的作用同于包絡(luò)檢波法，起分路作用；它們的輸出分別與相應(yīng)的同步相干載波相乘，再分別經(jīng)低通濾波器濾掉二倍頻信號(hào)，取出含基帶數(shù)字信息的低頻信號(hào)；

抽樣判決器在抽樣脈沖到來時(shí)對(duì)兩個(gè)低頻信號(hào)的抽樣值進(jìn)行比較判決（判決規(guī)則同于包絡(luò)檢波法），即可還原出基帶數(shù)字信號(hào)。5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）47第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–12鑒頻法解調(diào)原理圖3、2FSK信號(hào)的鑒頻法原理：鑒頻器輸出電壓與輸入信號(hào)頻率偏移成正比。帶通濾波器鑒頻器低通濾波器抽樣判決5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）48第五章數(shù)字載波調(diào)制0fV2V1fcf1f2判決門限5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）49第五章數(shù)字載波調(diào)制4、2FSK信號(hào)的過零檢測(cè)法（1）原理單位時(shí)間內(nèi)信號(hào)經(jīng)過零點(diǎn)的次數(shù)多少，可以用來衡量頻率的高低。想法：把過零數(shù)目不同轉(zhuǎn)換為電壓不同。5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）50第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–13過零檢測(cè)法原理圖和各點(diǎn)時(shí)間波形f001100（2）時(shí)間波形51第五章數(shù)字載波調(diào)制

2FSK輸入信號(hào)經(jīng)放大限幅后產(chǎn)生矩形脈沖序列；

微分及全波整流形成與頻率變化相應(yīng)的尖脈沖序列，這個(gè)序列就代表著調(diào)頻波的過零點(diǎn)；尖脈沖觸發(fā)一寬脈沖發(fā)生器，變換成具有一定寬度的矩形波，該矩形波的直流分量便代表著信號(hào)的頻率，脈沖越密，直流分量越大，反映著輸入信號(hào)的頻率越高；

低通濾波器就可得到脈沖波的直流分量。這樣就完成了頻率－幅度變換，從而再根據(jù)直流分量幅度上的區(qū)別還原出數(shù)字信號(hào)“1”和“0”。5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）52第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–14差分檢波法原理圖帶通濾波器輸入低通濾波器輸出時(shí)延τ×抽樣判決器5、2FSK信號(hào)的差分檢波法（1）模型輸入信號(hào)經(jīng)帶通濾波器濾除帶外無用信號(hào)后被分成兩路，一路直接送乘法器，另一路經(jīng)時(shí)延τ后送乘法器，相乘后再經(jīng)低通濾波器去除高頻成分即可提取基帶信號(hào)。53第五章數(shù)字載波調(diào)制差分檢波法基于輸入信號(hào)與其延遲τ的信號(hào)相比較，信道上的失真將同時(shí)影響相鄰信號(hào)，故不影響最終鑒頻結(jié)果。實(shí)踐表明，當(dāng)延遲失真為0時(shí)，這種方法的檢測(cè)性能不如普通鑒頻法，但當(dāng)信道有較嚴(yán)重延遲失真時(shí)，其檢測(cè)性能優(yōu)于鑒頻法。（2）核心只需證明5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）54第五章數(shù)字載波調(diào)制將2FSK信號(hào)表示為：則角頻率ω偏移有兩種取值：乘法器輸出：略去倍頻分量，輸出v與t無關(guān)，是角頻偏的函數(shù)，但不是一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)。5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）55第五章數(shù)字載波調(diào)制選擇適當(dāng)?shù)摩?，使：故有?6第五章數(shù)字載波調(diào)制輸出電壓v與角頻偏ω呈線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)近似線性的頻幅轉(zhuǎn)換特性，這正是鑒頻特性所要求的。針對(duì)ω的兩種取值，經(jīng)抽樣判決器可檢測(cè)出“1”和“0”。當(dāng)角頻偏較小時(shí)，即5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）57第五章數(shù)字載波調(diào)制對(duì)相位不連續(xù)的二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)，可以看成由兩個(gè)不同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的疊加，其中一個(gè)頻率為f1，另一個(gè)頻率為f2。因此，相位不連續(xù)的二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的功率譜密度可以近似表示成兩個(gè)不同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)功率譜密度的疊加。四、2FSK信號(hào)的功率譜密度5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）58第五章數(shù)字載波調(diào)制相位不連續(xù)的二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為：根據(jù)二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度（5.2-6），可以得到如下所示公式：5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）59第五章數(shù)字載波調(diào)制60第五章數(shù)字載波調(diào)制令概率P=1/2，則有5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）61第五章數(shù)字載波調(diào)制相位不連續(xù)的2FSK信號(hào)的功率譜由離散譜和連續(xù)譜所組成；離散譜位于兩個(gè)載頻f1和f2處；連續(xù)譜由兩個(gè)中心位于f1和f2處的雙邊譜疊加形成；若|f1-f2|≤fB，則連續(xù)譜在fc處出現(xiàn)單峰；若|f1-f2|>fB，則連續(xù)譜出現(xiàn)雙峰。所需傳輸帶寬BFSK=|f1-f2|+2fB

5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）62第五章數(shù)字載波調(diào)制圖6.2-15相位不連續(xù)2FSK信號(hào)的功率譜示意圖5.2.2二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）63第五章數(shù)字載波調(diào)制[例6-3]設(shè)某2FSK調(diào)制系統(tǒng)的碼元傳輸速率為1000B，已調(diào)信號(hào)的載頻為1000Hz或2000Hz：（1）發(fā)送數(shù)字信息為011010，畫出相應(yīng)的2FSK信號(hào)波形；（2）這時(shí)的2FSK信號(hào)應(yīng)選擇怎樣的解調(diào)方法。64第五章數(shù)字載波調(diào)制（1）設(shè)載頻1000Hz對(duì)應(yīng)“1”,2000Hz對(duì)應(yīng)“0”。（2）由于2FSK載波頻差|f2-f1|=1000=fB,功率譜密度會(huì)出現(xiàn)單峰，頻譜有較大重疊，用包絡(luò)檢測(cè)法不合適，上下兩支路有較大串?dāng)_，調(diào)制性能降低，所以可以用相干解調(diào)或過零檢測(cè)法解調(diào)。65第五章數(shù)字載波調(diào)制相移鍵控在數(shù)據(jù)傳輸中,尤其是在中速和中高速的數(shù)傳機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用,在現(xiàn)代無線通信中應(yīng)用廣泛。相移鍵控有很好的抗干擾性,在有衰落的信道中也能獲得很好的效果。我們主要討論二相、四相調(diào)相，在實(shí)際應(yīng)用中還有八相及十六相調(diào)相。相移信號(hào)可分為兩種：

絕對(duì)相移

相對(duì)相移(差分相移)5.2.3二進(jìn)制移相鍵控66第五章數(shù)字載波調(diào)制在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，當(dāng)正弦載波的相位（指初相）隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)離散變化時(shí)，則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控(2PSK)信號(hào)。通常用已調(diào)信號(hào)載波的0°和180°分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的0和1。一、絕對(duì)相位鍵控（2PSK）5.2.3二進(jìn)制移相鍵控67第五章數(shù)字載波調(diào)制其中,an與2ASK和2FSK時(shí)的不同，在2PSK調(diào)制中，an應(yīng)選擇雙極性，即(5.2-10)二進(jìn)制移相鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為(5.2-9)5.2.3二進(jìn)制移相鍵控68第五章數(shù)字載波調(diào)制若用φn表示第n個(gè)符號(hào)的絕對(duì)相位，則有若g(t)是脈寬為TB,高度為1的矩形脈沖時(shí)，則有(5.2-11)(5.2-12)這種以載波的不同相位直接表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方式，稱為二進(jìn)制絕對(duì)移相方式69第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–16二進(jìn)制絕對(duì)移相鍵控信號(hào)的時(shí)間波形當(dāng)碼元寬度TB為載波周期Tc的整數(shù)倍時(shí)，2PSK信號(hào)的典型波形如圖5.2-16所示。1011001)(ts)(2tsPSK請(qǐng)注意：由于習(xí)慣上畫波形時(shí)以正弦形式畫圖較方便，這與數(shù)學(xué)式常用余弦形式表示載波有些不一致。70第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2-172PSK信號(hào)的調(diào)制原理圖圖(a)是采用模擬調(diào)制的方法產(chǎn)生2PSK信號(hào)，圖(b)是采用數(shù)字鍵控的方法產(chǎn)生2PSK信號(hào)。二、2PSK的調(diào)制與解調(diào)1、調(diào)制5.2.3二進(jìn)制移相鍵控71第五章數(shù)字載波調(diào)制就模擬調(diào)制法而言，2PSK與產(chǎn)生2ASK信號(hào)的方法比較，只是對(duì)s(t)要求不同。就鍵控法來說，用數(shù)字基帶信號(hào)s(t)控制開關(guān)電路，選擇不同相位的載波輸出，這時(shí)s(t)為單極性NRZ或雙極性NRZ脈沖序列信號(hào)均可。

5.2.3二進(jìn)制移相鍵控72第五章數(shù)字載波調(diào)制2PSK信號(hào)的解調(diào)通常都是采用相干解調(diào)。在相干解調(diào)過程中需要用到與接收的2PSK信號(hào)同頻同相的相干載波。2、解調(diào)5.2.3二進(jìn)制移相鍵控73第五章數(shù)字載波調(diào)制不考慮噪聲時(shí)，帶通濾波器輸出可表示為：圖5.2–182PSK信號(hào)的解調(diào)原理圖74第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2-192PSK信號(hào)相干解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形1

0

1

1

0

0

12PSK本地載波(虛線)定時(shí)脈沖判別規(guī)則：正--“0”；負(fù)--“1”)(ty)(tz)(txs’(t)}{na75第五章數(shù)字載波調(diào)制2PSK信號(hào)相干解調(diào)的過程實(shí)際上是輸入已調(diào)信號(hào)與本地載波信號(hào)進(jìn)行極性比較的過程，故常稱為極性比較法解調(diào)。極性相同---0極性不同---15.2.3二進(jìn)制移相鍵控76第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–202PSK信號(hào)的解調(diào)原理圖帶通濾波器e2PSK(t)鑒相器抽樣判決器輸出coswct定時(shí)脈沖可以將相乘器和低通濾波器用鑒相器代替。5.2.3二進(jìn)制移相鍵控77第五章數(shù)字載波調(diào)制由于發(fā)送端是以某個(gè)相位為基準(zhǔn)的，在接收端移必須有這樣一個(gè)固定基準(zhǔn)的相位作參考。如果參考的同步載波相位發(fā)生180°倒相時(shí)，解調(diào)出的數(shù)字基帶信號(hào)將與發(fā)送的數(shù)字基帶信號(hào)正好是相反，解調(diào)器輸出數(shù)字基帶信號(hào)全部出錯(cuò)。這種現(xiàn)象通常稱為“倒π”現(xiàn)象。由于在2PSK信號(hào)的載波恢復(fù)過程中存在著180°的相位模糊，從而使得2PSK方式在實(shí)際中很少采用。5.2.3二進(jìn)制移相鍵控78第五章數(shù)字載波調(diào)制三、二進(jìn)制相對(duì)(差分)相位鍵控（2DPSK）在2PSK信號(hào)中，信號(hào)相位的變化是以未調(diào)正弦載波的相位作為參考，用載波相位的絕對(duì)數(shù)值表示數(shù)字信息的，所以稱為絕對(duì)移相。但相干載波恢復(fù)中載波相位的180°相位模糊，導(dǎo)致解調(diào)出的二進(jìn)制基帶信號(hào)出現(xiàn)反相現(xiàn)象，從而難以實(shí)際應(yīng)用。為了解決2PSK信號(hào)解調(diào)過程的反相工作問題，提出了二進(jìn)制差分相位鍵控(2DPSK))。5.2.3二進(jìn)制移相鍵控79第五章數(shù)字載波調(diào)制2DPSK方式是用前后相鄰碼元的載波相對(duì)相位變化來表示數(shù)字信息。即本碼元初相與前一碼元初相之差。

假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為Δφ，可定義一種數(shù)字信息與Δφ之間的關(guān)系為：5.2.3二進(jìn)制移相鍵控80第五章數(shù)字載波調(diào)制則一組二進(jìn)制數(shù)字信息與其對(duì)應(yīng)的2DPSK信號(hào)的載波相位關(guān)系如下所示:二進(jìn)制數(shù)字信息：11010011102DPSK信號(hào)相位：0π00πππ0π00或

π0ππ000π0ππ由于初始參考相位有兩種可能，因此2DPSK信號(hào)的波形可以有兩種。5.2.3二進(jìn)制移相鍵控81第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–212DPSK信號(hào)調(diào)制過程波形圖絕對(duì)碼an相對(duì)碼載波DPSK信號(hào)1011001010010110(0)82第五章數(shù)字載波調(diào)制

與2PSK的波形不同，2DPSK波形的同一相位并不對(duì)應(yīng)相同的數(shù)字信息符號(hào)，而前后碼元的相對(duì)相位才唯一確定信息符號(hào)。解調(diào)2DPSK信號(hào)時(shí)，并不依賴于某一固定的載波相位參考值，只要前后碼元的相對(duì)相位關(guān)系不破壞，則鑒別這個(gè)相位關(guān)系就可正確恢復(fù)數(shù)字信息。這就避免了2PSK方式中的“倒π”現(xiàn)象發(fā)生。說明5.2.3二進(jìn)制移相鍵控83第五章數(shù)字載波調(diào)制單從波形上看，2DPSK與2PSK是無法分辯的，比如圖5-20中2DPSK也可以是另一符號(hào)序列（見圖中的序列bn，稱為相對(duì)碼，而將原符號(hào)序列an

稱為絕對(duì)碼）經(jīng)絕對(duì)移相而形成的。只有已知移相鍵控方式是絕對(duì)的還是相對(duì)的，才能正確判定原信息；相對(duì)移相信號(hào)可以看作是把數(shù)字信息序列（絕對(duì)碼）變換成相對(duì)碼，然后再根據(jù)相對(duì)碼進(jìn)行絕對(duì)移相而形成。這就為2DPSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)指出了一種借助絕對(duì)移相途徑實(shí)現(xiàn)的方法。5.2.3二進(jìn)制移相鍵控84第五章數(shù)字載波調(diào)制

相對(duì)相移本質(zhì)上就是對(duì)差分碼信號(hào)的絕對(duì)相移。那么，2DPSK信號(hào)的表達(dá)式與2PSK的形式應(yīng)完全相同，所不同的只是此時(shí)式中的s(t)信號(hào)表示的是差分碼數(shù)字序列。即:5.2.3二進(jìn)制移相鍵控85第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2-22二相調(diào)制移相信號(hào)矢量圖A方式參考相位0πB方式參考相位π/2-π/2在2PSK中，參考相位是未調(diào)載波的相位；在2DPSK中，參考相位是前一碼元載波的相位。86第五章數(shù)字載波調(diào)制四、2DPSK的調(diào)制與解調(diào)s(t)碼型變換差分碼乘法器e2DPSK(t)coswct(a)圖5.2–23(a)2DPSK信號(hào)模擬調(diào)制原理圖1、調(diào)制方法

模擬調(diào)制法、鍵控調(diào)制法雙極性NRZ5.2.3二進(jìn)制移相鍵控87第五章數(shù)字載波調(diào)制an:輸入碼差分碼T延遲編碼T延遲解碼5.2.3二進(jìn)制移相鍵控88第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–23(b)2DPSK信號(hào)鍵控法調(diào)制器原理圖{bn}5.2.3二進(jìn)制移相鍵控89第五章數(shù)字載波調(diào)制2、解調(diào)方法相干解調(diào)法（同步檢測(cè)法）非相干解調(diào)法（差分相干解調(diào)法）5.2.3二進(jìn)制移相鍵控90第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–242DPSK信號(hào)相干解調(diào)器原理、解調(diào)各點(diǎn)時(shí)間波形絕對(duì)碼：00101102DPSK判別規(guī)則：正—0負(fù)---191第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2–252DPSK信號(hào)差分相干解調(diào)器原理圖和各點(diǎn)時(shí)間波形帶通濾波器a相乘器c低通濾波器dbe抽樣判決器定時(shí)脈沖延遲TBDPSK信號(hào)92第五章數(shù)字載波調(diào)制差分相干接收的工作原理:5.2.3二進(jìn)制移相鍵控93第五章數(shù)字載波調(diào)制判決規(guī)則θk

θk–1

cos(θk-θk-1)判決后的數(shù)字信號(hào)

00+10π0-110π-11ππ

+105.2.3二進(jìn)制移相鍵控94第五章數(shù)字載波調(diào)制由于差分相干解調(diào)方式在解調(diào)的同時(shí)完成了碼反變換作用，故解調(diào)器中不需要碼反變換器。差分相干解調(diào)方式不需要專門的相干載波，因此是一種非相干解調(diào)方法。

2DPSK系統(tǒng)是一種實(shí)用的數(shù)字調(diào)相系統(tǒng)，但其抗加性白噪聲性能比2PSK的要差。5.2.3二進(jìn)制移相鍵控95第五章數(shù)字載波調(diào)制2PSK與2DPSK信號(hào)有相同的功率譜。2PSK信號(hào)可表示為雙極性不歸零二進(jìn)制基帶信號(hào)與正弦載波相乘，則2PSK信號(hào)的功率譜為代入基帶信號(hào)功率譜，可得五、2PSK及2DPSK信號(hào)的功率譜密度5.2.3二進(jìn)制移相鍵控96第五章數(shù)字載波調(diào)制(若P=1/2)5.2.3二進(jìn)制移相鍵控97第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.2-262PSK(2DPSK)信號(hào)的功率譜密度98第五章數(shù)字載波調(diào)制一般情況下2PSK信號(hào)的功率譜密度由離散譜和連續(xù)譜所組成，其結(jié)構(gòu)與2ASK信號(hào)的功率譜密度相類似。當(dāng)二進(jìn)制基帶信號(hào)的“1”符號(hào)和“0”符號(hào)出現(xiàn)概率相等時(shí)，則不存在離散譜。帶寬也是基帶信號(hào)帶寬的兩倍B2PSK=2B=2fB。5.2.3二進(jìn)制移相鍵控99第五章數(shù)字載波調(diào)制5.3二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能通信系統(tǒng)的抗噪聲性能是指系統(tǒng)克服加性噪聲影響的能力。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，衡量系統(tǒng)抗噪聲性能的重要指標(biāo)是誤碼率，因此，分析二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能，也就是分析在信道等效加性高斯白噪聲的干擾下系統(tǒng)的誤碼性能，得出誤碼率與信噪比之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。100第五章數(shù)字載波調(diào)制在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能分析中，假設(shè):信道特性是恒參信道，在信號(hào)的頻帶范圍內(nèi)其具有理想矩形的傳輸特性(可取傳輸系數(shù)為K)。噪聲n(t)為等效加性高斯白噪聲，其均值為零，方差為σ2。5.3二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能101第五章數(shù)字載波調(diào)制由5.2節(jié)我們知道，對(duì)二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)可采用包絡(luò)檢波法進(jìn)行解調(diào)，也可以采用相干檢測(cè)法進(jìn)行解調(diào)。但兩種解調(diào)器結(jié)構(gòu)形式不同，因此分析方法也不同。信道帶通濾波器s(t)yi(t)n(t)y(t)5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能102第五章數(shù)字載波調(diào)制在一個(gè)碼元的時(shí)間間隔TB內(nèi)，發(fā)送端輸出的信號(hào)波形s(t)為：(5.3-1)(5.3-2)在每一段時(shí)間（0，TB）內(nèi)觀察，接收端的輸入波形yi(t)可表示為：5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能103第五章數(shù)字載波調(diào)制設(shè)接收端帶通濾波器具有理想矩形傳輸特性，恰好使信號(hào)完整通過，則帶通濾波器的輸出波形y(t)為ni(t)為為高斯白噪聲經(jīng)BPF限帶后的窄帶高斯白噪聲，其均值為零，方差為σn2。(5.3-3)(5.3-4)5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能104第五章數(shù)字載波調(diào)制(5.3-5)5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能105第五章數(shù)字載波調(diào)制1、包檢法的系統(tǒng)性能yi(t)帶通濾波器全波整流器低通濾波器抽樣判決器輸出y(t)x定時(shí)脈沖x(t)圖5.3–1包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能分析模型5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能106第五章數(shù)字載波調(diào)制經(jīng)包絡(luò)檢波器檢測(cè)，輸出包絡(luò)信號(hào)：(5.3-6)設(shè)對(duì)第k個(gè)符號(hào)的抽樣時(shí)刻為kTB，則x(t)在kTB時(shí)刻的抽樣值x為(5.3-7)5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能107第五章數(shù)字載波調(diào)制一維概率密度函數(shù)f

(x)

發(fā)“1”時(shí)，BPF輸出包絡(luò)的抽樣值的一維概率密度函數(shù)服從萊斯分布；

發(fā)“0”時(shí)，BPF輸出包絡(luò)的抽樣值的一維概率密度函數(shù)服從瑞利分布。5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能108第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.3-2包檢法的誤碼率幾何表示若x(t)的抽樣值≥Ud，則判為“1”；若x(t)的抽樣值＜Ud，判為“0”。顯然，選擇什么樣的判決門限電平Ud與判決的正確程度（或錯(cuò)誤程度）密切相關(guān)。109第五章數(shù)字載波調(diào)制存在兩種錯(cuò)判的可能性：一是發(fā)送的碼元為“1”時(shí)，錯(cuò)判為“0”，其概率記為；二是發(fā)送的碼元為“0”時(shí)，錯(cuò)判為“l(fā)”，其概率記為。5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能110第五章數(shù)字載波調(diào)制當(dāng)?shù)雀怕蕰r(shí)，該陰影面積之和最小，即誤碼率最低。稱此使誤碼率獲最小值的門限為最佳門限，其值為。則系統(tǒng)的總誤碼率為：系統(tǒng)的誤碼率近似為：其中表示信噪比。5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能111第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.3-32ASK信號(hào)同步檢測(cè)法的系統(tǒng)性能分析模型2、相干解調(diào)時(shí)2ASK系統(tǒng)的誤碼率5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能112第五章數(shù)字載波調(diào)制取本地載波，則乘法器輸出，在抽樣判決器輸入端得到：接收帶通濾波器BPF的輸出與包絡(luò)檢波時(shí)相同

5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能113第五章數(shù)字載波調(diào)制x(t)瞬時(shí)值x的一維概率密度f1(x)、f0(x)都是方差為σn2的正態(tài)分布函數(shù)，只是前者均值為A，后者均值為0。

圖5.3-4同步檢測(cè)時(shí)誤碼率的幾何表示114第五章數(shù)字載波調(diào)制可以證明，這時(shí)系統(tǒng)的誤碼率為：最佳判決門限為：當(dāng)信噪比遠(yuǎn)大于1時(shí)，上式近似為：5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能115第五章數(shù)字載波調(diào)制在相同的信噪比條件下，同步檢測(cè)法的誤碼性能優(yōu)于包絡(luò)檢波法的性能；在大信噪比條件下，包絡(luò)檢波法的誤碼性能將接近同步檢測(cè)法的性能。5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能116第五章數(shù)字載波調(diào)制[例5.3-1]設(shè)某2ASK系統(tǒng)中二進(jìn)制碼元傳輸速率為9600波特，發(fā)送“1”符號(hào)和“0”符號(hào)的概率相等，接收端分別采用同步檢測(cè)法和包絡(luò)檢波法對(duì)該2ASK信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。已知接收端輸入信號(hào)幅度A=1mV，信道等效加性高斯白噪聲的雙邊功率譜密度=4×10-13W/Hz。試求:(1)同步檢測(cè)法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)總的誤碼率；(2)包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)總的誤碼率。5.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能117第五章數(shù)字載波調(diào)制解：(1)對(duì)于2ASK信號(hào)，信號(hào)功率主要集中在其頻譜的主瓣。因此，接收端帶通濾波器帶寬可取2ASK信號(hào)頻譜的主瓣寬度，即濾波器帶寬輸出噪聲平均功率解調(diào)器輸入信噪比為因?yàn)樾旁氡萺>>1，所以同步檢測(cè)法誤碼率118第五章數(shù)字載波調(diào)制(2)包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)總的誤碼率為在大信噪比的情況下，包絡(luò)檢波法解調(diào)性能接近同步檢測(cè)法解調(diào)性能。119第五章數(shù)字載波調(diào)制[例5.3-2]120第五章數(shù)字載波調(diào)制121第五章數(shù)字載波調(diào)制1、同步檢測(cè)法系統(tǒng)性能圖5.3-52FSK信號(hào)采用同步解調(diào)性能分析5.3.22FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能122第五章數(shù)字載波調(diào)制發(fā)送端產(chǎn)生的2FSK信號(hào)可表示為：接收機(jī)收入端合成波形為：接收端上、下支路兩個(gè)帶通濾波器BPF1、BPF2的輸出波形分別為：123第五章數(shù)字載波調(diào)制發(fā)送“1”符號(hào)，則上下支路低通濾波器輸出分別為：將造成發(fā)送“1”碼而錯(cuò)判為“0”碼，錯(cuò)誤概率為：5.3.22FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能124第五章數(shù)字載波調(diào)制其一維概率密度函數(shù)可表示為：0az圖z的一維概率密度函數(shù))(zf)0(<zPzsp21125第五章數(shù)字載波調(diào)制同理可得，發(fā)送“0”符號(hào)而錯(cuò)判為“1”符號(hào)的概率為：在大信噪比條件下，上式可近似表示為：于是可得2FSK信號(hào)采用同步檢測(cè)法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率為：5.3.22FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能126第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.3-62FSK信號(hào)采用包絡(luò)檢測(cè)波法解調(diào)性能分析2、包絡(luò)檢波法的系統(tǒng)性能5.3.22FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能127第五章數(shù)字載波調(diào)制發(fā)送“1”5.3.22FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能128第五章數(shù)字載波調(diào)制同樣5.3.22FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能129第五章數(shù)字載波調(diào)制在大信噪比條件下，2FSK信號(hào)采用包絡(luò)檢波法解調(diào)性能與同步檢測(cè)法解調(diào)性能接近，同步檢測(cè)法性能較好。結(jié)論：比較條件：大信噪比時(shí)相干解調(diào)時(shí):非相干解調(diào)時(shí):5.3.22FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能130第五章數(shù)字載波調(diào)制[例5.3-3]采用二進(jìn)制頻移鍵控方式在有效帶寬為2400Hz的信道上傳送二進(jìn)制數(shù)字消息。已知2FSK信號(hào)的兩個(gè)頻率:f1＝2025Hz,f2＝2225Hz，碼元速率Rb＝300波特，信道輸出端的信噪比為6dB，試求：(1)2FSK信號(hào)的帶寬；(2)采用包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)的誤碼率；(3)采用同步檢波法解調(diào)時(shí)的誤碼率。5.3.22FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能131第五章數(shù)字載波調(diào)制解：(1)BFSK＝│f1－f2│＋2fs＝│2225－2025│＋2×300＝800Hz(2)計(jì)算采用包絡(luò)檢波時(shí)的誤碼率，關(guān)鍵求解r，(解調(diào)器的輸入信噪比)2FSK相干解調(diào)系統(tǒng)框圖如上圖。132第五章數(shù)字載波調(diào)制133第五章數(shù)字載波調(diào)制(3)同步檢波法的誤碼率關(guān)鍵問題:r的確定.r是解調(diào)器的輸入信噪比，即是相干解調(diào)器或非相干解調(diào)器的輸入信噪比，而不是整個(gè)接收機(jī)的輸入信噪比。134第五章數(shù)字載波調(diào)制[例5.3-4]135第五章數(shù)字載波調(diào)制例5.3-4解答136第五章數(shù)字載波調(diào)制例5.3-4解答137第五章數(shù)字載波調(diào)制在二進(jìn)制移相鍵控方式中，有絕對(duì)調(diào)相和相對(duì)調(diào)相兩種調(diào)制方式，相應(yīng)的解調(diào)方法也有相干解調(diào)和差分相干解調(diào)。5.3.32PSK和2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能138第五章數(shù)字載波調(diào)制1、2PSK相干解調(diào)系統(tǒng)性能圖5.3-72PSK信號(hào)相干解調(diào)系統(tǒng)性能分析模型5.3.32PSK和2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能139第五章數(shù)字載波調(diào)制經(jīng)帶通濾波器輸出：與本地載波相乘后，經(jīng)低通濾波器濾除高頻分量，在抽樣判決器輸入端得到：5.3.32PSK和2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能140第五章數(shù)字載波調(diào)制-a0Udax

p(0/1)p(1/0)f1(x)f0(x)f(x)圖2PSK信號(hào)概率分布曲線5.3.32PSK和2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能141第五章數(shù)字載波調(diào)制在發(fā)送“1”符號(hào)和發(fā)送“0”符號(hào)概率相等時(shí)，最佳判決門限Ud*=0。當(dāng)，大信噪比時(shí)5.3.32PSK和2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能142第五章數(shù)字載波調(diào)制發(fā)“1”信號(hào)的情況下，且前一碼元為“1”

2、2DPSK差分相干解調(diào)誤碼率5.3.32PSK和2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能143第五章數(shù)字載波調(diào)制同理可得將“0”誤判為“1”的概率差分檢測(cè)時(shí)2DPSK系統(tǒng)的最佳判決電平為:總誤碼率:144第五章數(shù)字載波調(diào)制[習(xí)題6-12]在二進(jìn)制移相鍵控中，已知解調(diào)器輸入端的信噪比r=10dB，試求相干解調(diào)2PSK，相干解調(diào)-碼變換和差分相干解調(diào)2DPSK信號(hào)的系統(tǒng)誤碼率。5.3.32PSK和2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能145第五章數(shù)字載波調(diào)制146第五章數(shù)字載波調(diào)制5.4二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較在數(shù)字通信中，誤碼率是衡量數(shù)字通信系統(tǒng)的重要指標(biāo)之一。對(duì)以下性能比較：二進(jìn)制數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼率頻帶利用率對(duì)信道的適應(yīng)能力等147第五章數(shù)字載波調(diào)制二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式有2ASK、2FSK、2PSK及2DPSK，每種數(shù)字調(diào)制方式又有相干解調(diào)方式和非相干解調(diào)方式。1、誤碼率5.4二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較148第五章數(shù)字載波調(diào)制表5–1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率公式一覽表調(diào)制方式誤碼率Pe相干調(diào)節(jié)非相干調(diào)節(jié)2ASK2FSK2PSK/2DPSK149第五章數(shù)字載波調(diào)制對(duì)同一種數(shù)字調(diào)制信號(hào)，采用相干解調(diào)方式的誤碼率低于采用非相干解調(diào)方式的誤碼率。對(duì)于不同的調(diào)制方式，在誤碼率Pe一定的情況下，PSK性能最好，F(xiàn)SK次之，ASK最差。

2PSK、2FSK、2ASK系統(tǒng)所需要的信噪比關(guān)系為(5.4-1)由表5-1可以看出5.4二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較150第五章數(shù)字載波調(diào)制若都采用相同的解調(diào)方式，在誤碼率Pe相同的情況下，所需要的信噪比2ASK比2FSK高3dB，2FSK比2PSK高3dB，2ASK比2PSK高6dB。若信噪比r一定，2PSK系統(tǒng)的誤碼率低于2FSK系統(tǒng)，2FSK系統(tǒng)的誤碼率低于2ASK系統(tǒng)。(5.4-2)5.4二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較151第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.4-1誤碼率Pe與信噪比r的關(guān)系曲線在相同的信噪比r下，相干解調(diào)的2PSK系統(tǒng)的誤碼率Pe最小。152第五章數(shù)字載波調(diào)制表5–2Pe=10-5時(shí)2ASK、2FSK和2PSK所需要的信噪比方式信噪比倍分貝2ASK36.415.62FSK18.212.62PSK9.19.65.4二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較153第五章數(shù)字載波調(diào)制表5–3r=10dB時(shí)2ASK、2FSK、2PSK/2DPSK的誤碼率方式誤碼率相干解調(diào)非相干解調(diào)2ASK1.26×10-24.1×10-2

2FSK4.9×10-4

3.37×10-32PSK3.9×10-6

2.27×10-5

5.4二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較154第五章數(shù)字載波調(diào)制2FSK系統(tǒng)的頻帶寬度近似為若傳輸?shù)拇a元時(shí)間寬度為TB，則(5.4-3)從頻帶利用率上看，2FSK系統(tǒng)的頻帶利用率最低。(5.4-4)2、頻帶寬度5.4二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較155第五章數(shù)字載波調(diào)制信道特性變化的靈敏度對(duì)最佳判決門限有一定的影響。3、對(duì)信道特性變化的敏感性2FSK最優(yōu)；因?yàn)椴恍枞藶樵O(shè)置判決門限；

2PSK次之；最佳判決門限為0，與信號(hào)幅度無關(guān)。

2ASK最差；最佳判決門限為A/2，與信號(hào)幅度有關(guān)，因?yàn)樾诺雷兓袥Q門限隨著信號(hào)幅度的變化而變化，不利于電路設(shè)計(jì)，此時(shí)需要自適應(yīng)控制電路。5.4二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較156第五章數(shù)字載波調(diào)制4、設(shè)備的復(fù)雜程度發(fā)送端：設(shè)備復(fù)雜程度不相上下；接收端：相干比非相干復(fù)雜；同為非相干接收時(shí)，2DPSK設(shè)備最為復(fù)雜。相干2DPSK，用于高速數(shù)據(jù)傳輸；

非相干2FSK用于中、低速數(shù)據(jù)傳輸。5、應(yīng)用5.4二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較157第五章數(shù)字載波調(diào)制5.5多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)是數(shù)字通信系統(tǒng)最基本的方式，具有較好的抗干擾能力。由于二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)頻帶利用率較低，使其在實(shí)際應(yīng)用中受到一些限制。在信道頻帶受限時(shí)為了提高頻帶利用率，通常采用多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。其代價(jià)是增加信號(hào)功率和實(shí)現(xiàn)上的復(fù)雜性。158第五章數(shù)字載波調(diào)制在信息傳輸速率不變的情況下，通過增加進(jìn)制數(shù)M，可以降低碼元傳輸速率，從而減小信號(hào)帶寬，節(jié)約頻帶資源，提高系統(tǒng)頻帶利用率。5.5多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)159第五章數(shù)字載波調(diào)制多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制，就是利用多進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)去調(diào)制高頻載波的某個(gè)參量，如幅度、頻率或相位的過程。根據(jù)被調(diào)參量的不同，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制可分為:

多進(jìn)制幅度鍵控（MASK）多進(jìn)制頻移鍵控（MFSK）多進(jìn)制相移鍵控（MPSK或MDPSK）5.5多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)160第五章數(shù)字載波調(diào)制也可以把載波的兩個(gè)參量組合起來進(jìn)行調(diào)制，如把幅度和相位組合起來得到多進(jìn)制幅相鍵控（MAPK）或它的特殊形式多進(jìn)制正交幅度調(diào)制（MQAM）等。5.5多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)161第五章數(shù)字載波調(diào)制1、概念：(以四進(jìn)制為例)傳“0”信號(hào)時(shí)，發(fā)0電平；

傳“1”信號(hào)時(shí)，發(fā)幅度為1的載波；

傳“2”信號(hào)時(shí)，發(fā)幅度為2的載波；

傳“3”信號(hào)時(shí)，發(fā)幅度為3的載波。問題：實(shí)際應(yīng)用中傳輸?shù)拇蠖嗍嵌M(jìn)制數(shù)字信號(hào)，只有兩種狀態(tài)，那么怎樣用多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制表示呢？5.5.1多進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制系統(tǒng)MASK162第五章數(shù)字載波調(diào)制分析：仍以四進(jìn)制為例進(jìn)行討論，四進(jìn)制信號(hào)有四種狀態(tài)，但兩位二進(jìn)制碼也有四種狀態(tài)，我們這里將兩位二進(jìn)制碼稱為雙比特碼元，即在4ASK中，每個(gè)雙比特碼元對(duì)應(yīng)一種幅度的載波。如:傳“00”時(shí)，發(fā)0電平；

傳“01”時(shí)，發(fā)幅度為1的載波；

傳“10”時(shí)。發(fā)幅度為2的載波；

傳“11”時(shí)，發(fā)幅度為3的載波。5.5.1多進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制系統(tǒng)163第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.5-1多進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制信號(hào)的時(shí)間波形164第五章數(shù)字載波調(diào)制不難看出，圖4-36（b）的波形可以等效為下圖諸波形的疊加。165第五章數(shù)字載波調(diào)制(5.5-1)M電平調(diào)制信號(hào)的時(shí)間表達(dá)式為:式中5.5.1多進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制系統(tǒng)166第五章數(shù)字載波調(diào)制2、傳輸帶寬∵M(jìn)ASK信號(hào)可以分解成若干個(gè)2ASK信號(hào)相加

∴其帶寬與2ASK信號(hào)的帶寬一致為2/TB=2RB。但需要注意的是，此時(shí)的TB為M進(jìn)制碼元的寬度，RB為M進(jìn)制碼元速率。5.5.1多進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制系統(tǒng)167第五章數(shù)字載波調(diào)制結(jié)論：1）當(dāng)兩者碼元速率相等，則兩者帶寬相等。2）當(dāng)信息速率相等時(shí),MASK信號(hào)的帶寬只是2ASK信號(hào)帶寬的1/k。5.5.1多進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制系統(tǒng)168第五章數(shù)字載波調(diào)制1、概念：(以4FSK為例)傳“0”信號(hào)(或00)時(shí)，發(fā)送頻率為f1的載波；傳“1”信號(hào)(或10)時(shí)，發(fā)送頻率為f2的載波；傳“2”信號(hào)(或11)時(shí)，發(fā)送頻率為f3的載波；傳“3”信號(hào)(或01)時(shí)，發(fā)送頻率為f4的載波。5.5.2多進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制系統(tǒng)（MFSK）169第五章數(shù)字載波調(diào)制MFSK的功率譜密度可看成多個(gè)2ASK信號(hào)相加。其帶寬為：2、傳輸帶寬5.5.2多進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制系統(tǒng)（MFSK）170第五章數(shù)字載波調(diào)制多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制又稱多相制，是二相制的推廣。它是利用載波的多種不同相位狀態(tài)來表征數(shù)字信息的調(diào)制方式。絕對(duì)相位調(diào)制（MPSK）相對(duì)相位調(diào)制（MDPSK）5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)171第五章數(shù)字載波調(diào)制一、多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制(MPSK)信號(hào)的表示形式共M=2k種相位信號(hào)0信號(hào)1...信號(hào)M-15.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)172第五章數(shù)字載波調(diào)制(5.5-10)分成兩個(gè)正交載波的2PSK信號(hào)同相分量正交分量5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)173第五章數(shù)字載波調(diào)制由此可見，MPSK信號(hào)可以看成是兩個(gè)正交載波進(jìn)行多電平雙邊帶調(diào)制所得兩路信號(hào)的疊加。這樣，就為MPSK信號(hào)的產(chǎn)生提供了依據(jù)，實(shí)際中，常用正交調(diào)制的方法產(chǎn)生MPSK信號(hào)。5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)174第五章數(shù)字載波調(diào)制表5-4雙比特ab與載波相位的關(guān)系雙比特碼元載波相位(φk)abA方式B方式001101100°90°180°270°45°135°225°315°1、4PSK(QPSK)的概念二、4PSK(QPSK)5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)175第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.5–24PSK信號(hào)矢量圖圖2PSK信號(hào)矢量圖π0參考相位-π/2π/2參考相位0101π0參考相位π/23π/2參考相位3π/4π/47π/45π/4A方式B方式0001111000011110176第五章數(shù)字載波調(diào)制2、4PSK（QPSK)信號(hào)的產(chǎn)生調(diào)制方法直接調(diào)相法相位選擇法5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)177第五章數(shù)字載波調(diào)制(1)調(diào)相法——由兩路相互正交的2PSK相加構(gòu)成。圖5.5-3調(diào)相法產(chǎn)生4PSK信號(hào)原理圖輸入串/并變換載波振蕩×a移相p2coswct＋×sinwct輸出b-雙極性信號(hào)1：正電平0：負(fù)電平5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)178第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.5-3中串/并變換器將輸入的二進(jìn)制序列變成兩路并行的雙極性序列，將這兩路信號(hào)分別進(jìn)行2PSK調(diào)制后再相加，這樣就得到的四相移相信號(hào)。注意：每一個(gè)支路信號(hào)的速率是原始基帶信號(hào)速率的一半！5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)179第五章數(shù)字載波調(diào)制和差化積公式:三角公式:5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)180第五章數(shù)字載波調(diào)制例如信號(hào)ab為00181第五章數(shù)字載波調(diào)制例如信號(hào)ab為01182第五章數(shù)字載波調(diào)制例如信號(hào)ab為11183第五章數(shù)字載波調(diào)制a0011b0110A路輸出ππ00B路輸出-π/2π/2π/2-π/2合成-3π/43π/4π/4-π/4表5-5QPSK信號(hào)相位編碼邏輯關(guān)系5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)184第五章數(shù)字載波調(diào)制a支路b支路0101(11)(01)(00)(10)(π)(π/2)(-π/2)5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)185第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.5-4相位選擇法產(chǎn)生4PSK信號(hào)原理圖(2)相位選擇法用相位選擇法產(chǎn)生QPSK信號(hào)，四相載波發(fā)生器分別送出調(diào)相所需的四種不同相位的載波。按照串/并變換器輸出的雙比特碼元的不同，邏輯選相電路輸出響應(yīng)相位的載波。5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)186第五章數(shù)字載波調(diào)制3、QPSK信號(hào)的解調(diào)4PSK信號(hào)相干解調(diào)也會(huì)產(chǎn)生相位模糊問題，并且是0°、90°、180°和270°四個(gè)相位模糊。四相調(diào)相信號(hào)可以看作是兩個(gè)正交2PSK信號(hào)的合成，所以它可以采用與2PSK信號(hào)相似的解調(diào)方法進(jìn)行解調(diào)，即由兩個(gè)2PSK信號(hào)相干解調(diào)器構(gòu)成，其組成方框圖如圖5-41所示。5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)187第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.5-54PSK信號(hào)相干解調(diào)原理圖輸入載波×accoswtwsinctb帶通濾波器低通濾波抽樣判決×低通濾波抽樣判決位定時(shí)輸出并/串變換ABπ/2移相-188第五章數(shù)字載波調(diào)制189第五章數(shù)字載波調(diào)制θna支路極性b支路極性輸出abπ/4++113π/4-+015π/4--007π/4+-100——負(fù)信號(hào)1——正信號(hào)表5-64PSK信號(hào)相干解調(diào)判決規(guī)則190第五章數(shù)字載波調(diào)制

四相調(diào)相信號(hào)可以看成是兩個(gè)相互正交的2PSK信號(hào)的合成（一個(gè)載波為cosωct，另一個(gè)為sinωct）。所以，其幅度頻譜可以看成是兩個(gè)正交的2PSK信號(hào)的頻譜的合成。4、4PSK信號(hào)的帶寬這里的fB為M進(jìn)制碼元速率。5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)191第五章數(shù)字載波調(diào)制1、4DPSK(QDPSK)信號(hào)的產(chǎn)生

碼變換加調(diào)相法碼變換加相位選擇法三、4DPSK(QDPSK)信號(hào)5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)192第五章數(shù)字載波調(diào)制表5-7雙比特ab與載波相位的關(guān)系雙比特碼元載波相位變化(△φk)abA方式B方式001101100°90°180°270°45°135°225°315°5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)193第五章數(shù)字載波調(diào)制（1）碼變換加調(diào)相法產(chǎn)生QDPSK信號(hào)圖5.5-64DPSK信號(hào)產(chǎn)生原理圖一輸入串/并變換碼變換載波振蕩abcd輸出＋二進(jìn)制數(shù)據(jù)移相pi4-5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)194第五章數(shù)字載波調(diào)制表5-8雙比特cd與載波相位的關(guān)系雙比特碼元載波相位(φk)cdA方式B方式001101100°90°180°270°45°135°225°315°5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)195第五章數(shù)字載波調(diào)制表5-9四相相對(duì)調(diào)相碼變換的邏輯本時(shí)刻到達(dá)的ab及所要求的相位變化前一碼元狀態(tài)本時(shí)刻應(yīng)出現(xiàn)碼元狀態(tài)anbn△φncn-1dn-1θn-1cndnθn000000011110009001800270000011110009001800270001900000111100090018002700011110009001800270000111800000111100090018002700111000011800270000900102700000111100090018002700100001112700009001800196第五章數(shù)字載波調(diào)制碼變換關(guān)系二進(jìn)制并行序列四進(jìn)制差分碼雙極性脈沖串并轉(zhuǎn)換碼變換0：-11：+15.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)197第五章數(shù)字載波調(diào)制例如信號(hào)cd為00198第五章數(shù)字載波調(diào)制例如信號(hào)cd為01199第五章數(shù)字載波調(diào)制例如信號(hào)cd為11200第五章數(shù)字載波調(diào)制例如信號(hào)cd為10201第五章數(shù)字載波調(diào)制c支路d支路0101(11)(01)(00)(10)5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)202第五章數(shù)字載波調(diào)制（2）碼變換加相位選擇法產(chǎn)生QDPSK信號(hào)輸入串/并變換邏輯選相電路帶通濾波器輸出45°135°225°315°四相載波產(chǎn)生器碼變換圖5.5-74DPSK信號(hào)產(chǎn)生原理圖二5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)203第五章數(shù)字載波調(diào)制2、4DPSK(QDPSK)信號(hào)的解調(diào)相干解調(diào)-碼反變換器法（極性比較法）

差分相干解調(diào)（相位比較法）5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)204第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.5-84DPSK信號(hào)解調(diào)原理圖-極性比較法輸入輸出帶通濾波低通濾波抽樣判決載波提取低通濾波抽樣判決位定時(shí)碼反變換并/串變換π/4移相-π/4移相cdab①②②③④⑤（1）極性比較法205第五章數(shù)字載波調(diào)制206第五章數(shù)字載波調(diào)制表5-10QDPSK信號(hào)正交解調(diào)的判決規(guī)則載波相位上支路抽樣值的極性下支路抽樣值的極性判決器輸出cd00++11900-+011800__002700+_10正信號(hào)：判為1負(fù)信號(hào)：判為0207第五章數(shù)字載波調(diào)制表5-11接收端碼反變換的邏輯（略）前一碼元狀態(tài)本時(shí)刻輸入輸出數(shù)據(jù)ci-1di-1cidiaibi000001111000101101010001111001001011110001111011010010100001111010110100208第五章數(shù)字載波調(diào)制碼反變換邏輯5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)209第五章數(shù)字載波調(diào)制圖5.5-9QDPSK信號(hào)解調(diào)方式原理圖-相位比較法（2）相位比較法輸入帶通濾波輸出低通濾波抽樣判決低通濾波抽樣判決位定時(shí)并/串變換-π/4移相延遲Tsπ/4移相①②③④②⑤5.5.3多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)210第五章數(shù)字載波調(diào)制211第五章數(shù)字載波調(diào)制表5-12QDPSK信號(hào)相位比較法的判決規(guī)則相位差上支路抽樣值的極性下支路抽樣值的極性判決器輸出ab00++11900_+011800__002700+_10正信號(hào)—1負(fù)信號(hào)—0212第五章數(shù)字載波調(diào)制

多進(jìn)制振幅鍵控的性能分析與二進(jìn)制振幅鍵控性能的分析方法類似，它也是和解調(diào)方式密切相關(guān)的?？勺C明，若采用相干解調(diào)法，則系統(tǒng)的誤碼率為式中：M＝2n多電平的取值數(shù)，并且M個(gè)電平出現(xiàn)的可能相同。v為輸入到解調(diào)系統(tǒng)的信號(hào)平均功率與噪聲平均功率比。一、多進(jìn)制振幅鍵控

5.5.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能213第五章數(shù)字載波調(diào)制圖示出了M＝2、4、8、16時(shí)，系統(tǒng)誤碼率Pe與信噪比v的關(guān)系曲線。由圖可見，為得到相同的誤碼率Pe，有效的信噪比需用3／M2-l加以修正。例如四電平調(diào)制系統(tǒng)比二電平調(diào)制系統(tǒng)需要增加功率的5倍。而且隨著M的成倍增大，要保持Pe不變，要求加大功率約6dB。圖5.5-10多進(jìn)制調(diào)幅系統(tǒng)的性能曲線5.5.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能214第五章數(shù)字載波調(diào)制在多進(jìn)制相位鍵控中，例如，M相制，我們可認(rèn)為這M個(gè)信號(hào)相量把相位平面劃分為M等分，每一等分的相位間隔代表一個(gè)傳輸信號(hào)。在沒有噪聲的情況下，每一信號(hào)相位都有相應(yīng)的確定值，例如M＝8時(shí)，每一信號(hào)相位間隔為π/4，如圖5.5-11所示。二、多進(jìn)制相位鍵控5