MATLAB程序设计与应用第七章课件.pptVIP

7.5 M 进制数字调制系统 随着大容量和远距离数据通信技术的发展，传统的数字调制方式受到了威胁。多进制调制是提高频谱利用率的有效方法，恒包络技术能适应信道的非线性，保持较小的频谱占用率。 所谓恒包络技术是指已调波的包络保持为恒定，它与多进制调制是从不同的两个角度来考虑调制技术的。恒包络技术所产生的已调波经过发送带限后，当通过非线性部件时，只产生很小的频谱扩展。已实现了多种调制方式。 2ASK，频带利用率是1b/s/Hz。利用正交载波传输ASK信号，频带利用率提高一倍。再结合多进制和其它技术，还可提高频带利用率。能够完成这种任务的技术－正交振幅调制(QAM)。 有二进制QAM(4QAM)，四进制QAM(16QAM)，八进制QAM(64QAM)等，星座图如图，分别有4、16、64个矢量端点。电平数和信号状态之间的关系是M = m2，m－电平数，M－信号状态。对于4QAM，当两路信号幅度相等时，其产生、解调、性能及相位矢量均与4PSK相同。 两基带信号分别为x( t )和y( t )，QAM信号 式中 Ts－多进制码元间隔。xk和yk为双极性m进制码元，间隔相等。例如取为±1, ±3,…, ±(m-1)等。 下图数学模型。xˊ( t )－序列a1, a2, …, ak , yˊ( t )－序列b1, b2, …, bk ,它们是二进制数据，2/ m变换器变为m进制信号x( t )和y( t )。正交调制后组合形成QAM信号。 正交相干解调数学模型如图。LPF输出经抽样判决可恢复出m电平信号x( t )和y( t )。 xk和yk取值为±1, ±3,…, ±(m-1)，判决电平设在信号电平间隔的中点，即VT＝0, ±2, ±4,…, ±(m-2)。 m/2转换，m电平信号转换为二进制信号 和 。 种调制方式的频带利用率比较 7.3.3.2 非相干接收系统 2DPSK So( t ) y1( t ) = [ a + n1c ( t )] cosωc t - n1s ( t )sinωc t y2( t ) = [ a + n2c ( t )] cosωc t - n2s ( t )sinωc t ∵ ∴ 判决规则：x 0 判 “ 1 ” x 0 判 “ 0 ” 结论：总误码率 例 抽样 判决 带通 低通 e0 ( t ) 延时Ts 位同步 例：已知2DPSK 信号 的码元速率 RB= 10 6 波特，信道加性噪声的单边功率谱密度为 n0=2×10-10 W/Hz ，要求系统的误码率不大于 10- 4 。 试求: 1）采用差分相干解调时，接收机输入端所需的信号功率 2）采用相干解调—码变换时，接收机输入端所需的信号功率 解： ∵ 带通滤波器的带宽 B = 2RB = 2×10 6 （ Hz ） ∴ 带通的输出噪声功率σn2 = n0 B = 4×10 - 4 ( W ) 1）差分相干解调 ∵ ∴ 2）相干解调—码变换 查表 ∴ ∴ 7.4 二进制数字调制系统的性能比较 高速数据传输 中低速数据传输 用 途 Pe～γ 有 相干 2fs 2PSK 相干 相干 相干 非相干 非相干 非相干 解调 方法 有 有 2fs 2DPSK | f2- f1 |+2fs 2FSK 有 有 2fs 2ASK 门限 频 宽 信号 M 进制信号的RB 与 Rb 之间关系为 二进制数字调制系统频带利用率较低，应用受限制。 M 进制数字调制系统在信息传输速率Rb不变的情况下，可以降低码元传输速率RB ，从而减小信号带宽，提高系统频带利用率。其代价是设备复杂及增加信号功率。 MASK MPSK MASK 定义：载波幅度有 M 种取值 带宽 BMASK = 2 fs 波形 调制 解调 误码率 二 / M 进制变换 脉冲成形 二进制 M 进制 M PAM 4ASK 信号 以概率 p0 以概率 pM-1 分解成多路 2ASK 频带利用率 令 MASK 的幅度分别为 d、 3d、 … (2M-1)d 则 判决门限为 2d、 … (2M-2)d 判决值 xk＝vk + n0 当︱n0 ︱ d 时误判 等概时 f1( x ) f0 ( x ) 2d 0 f2( x ) f3( x ) 4d 6d 信号统计平均功率 信噪比 Pe与γ关系曲线 相同 Pe 时，M 进制比 2 进制系统需要的信噪比增加。 MPSK 定义：载波初相有 M 种取值 信号矢量图 调制 解调 QPSK DQPSK QPSK DQPSK