《通信原理》教学课件 张力军 第6章.pptVIP

通 信 原 理;6.1 引言;;M进制数字带通系统具有以下特点 ;6 M进制幅移键控调制（MASK）; ;M进制的幅移键控信号表示为 ;图6.2-1 M进制幅移信号的波形及其分解 （a) M进制幅移信号的波形 (b) M进制幅移信号的波形的解; ; ; ;M进制幅移键控信号的频带利用率 ;;图6.2-2 常见的M进制幅移键控调制方式(a) M进制残留边带调制 (b) M进制相关编码调制 (c) M进制正交幅度调制 ;M进制幅移键控调制方式与相应的二进制调制方式的区别 ;; ; ; ; ; ; M进制频移键控调制（MFSK）;图6.2-4 MFSK系统组成框图 ;;图6.2-5 MFSK信号功率谱示意图;MFSK信号的频带利用率;; ; ;图进制移相键控相位矢量图; ; ; ;上式中存在着两个正交基函数： ;采用信号空间表示法后，MPSK信号矢量定义为 ：;图6.2-7 MPSK信号空间星座图 (a)4PSK信号空间星座图 (b)8PSK信号空间星座图 ;;图6.2-8 MPSK信号的调制和解调原理框图 (a) QPSK发射机 (b) 相干QPSK接收机;下面以 和 为例阐述电平 转换逻辑功能 ：;MPSK信号一般采用相干解调，如图所示。 进入接收电路的同相分量与正交分量分别与本地的（相干）载波进行相关运算，经抽样判决后得出同相分量和正交分量，最后经反映射还原成二进制符号序列。;MDPSK是2DPSK信号的推广，用相邻信号码元的 相位差来表示信息 ;图6.2-9 MDPSK信号的调制和解调原理框图;下面以QDPSK为例，作具体介绍 ;QDPSK信号的另一种常用解调方式是差分相干解调。 见下图：; ;下面以QPSK信号为例，讨论MPSK信号的功率谱密度 ; ;与QPSK信号类似，MPSK信号的基带功率谱密度 表示为：;图6.2-12 MPSK信号在M=2，4，8时的归一化功率谱密度;;由（6.2 – 33）式得出信道带宽与比特率 之间的关系 ，得： ; ;对于 系统：; 图6.2-13 8PSK信号矢量分布图 (a)八相PSK的信号空间图(M=8),判决边界用虚线表示(b)八相PSK联合边界的信号空间图;系统的符号差错概率为 ：;直接计算相关检测2PSK系统的平均误比特率 ：;因而，相关检测QPSK的平均符号错误概率为;格雷编码的相关检测QPSK系统的误比特率 ;当时，很难计算出MPSK符号差错概率的准确 表示式。在大信噪比的条件下，利用联合边界 条件，可以得出MPSK信号的平均符号差错概 率的近似公式：;三种多进制数字带通系统的性能比较;6 偏移QPSK;图6.2-15 QPSK信号限带前后的波形;图6.2-16 QPSK信号和 OQPSK信号状态转移路径图 (a)QPSK (b)偏移QPSK ;在QPSK正交调制中，将正交分量的基带信号相对于同相分量的基带信号延迟（偏移）半个符号间隔（ ），则有可能减小包络起伏。这种将正交支路延迟一段时间的调制方法称为偏移四相键控调制，简称OQPSK，又称为SQPSK。;1. OQPSK信号的调制与解调;;图6.2-17 OQPSK信号正交调制与相关解调;除了基函数 存在 的时延外，OQPSK与 QPSK具有同样的功率谱密度和同样的差错性能。; 偏移差分QPSK（ 偏移DQPSK） ;图6.2-19 π/4偏移QDPSK的信号空间图 ;表9给出偏移QDPSK的差分相位与双比特信息符 号的对应关系 ;检测步骤如下：;相位纠错逻辑是用来纠正相位绕实轴而引起的相位 错误 ;振幅相位二维联合调制(APK) ;1. MQAM的数学表示;将上式改写成;由上式可见，APK信号可以看成两个正交信号之 和，故称为正交幅度调制（QAM），若信号的总 状态数为M，则称为MQAM。;采用双极性编码，且最小幅度的码元能量为， 则第个MQAM符号又可以表示为;所有的信息点构成 平面中的星座图，也可用 MQAM的信息矩阵表示;例如，选定 ，则 ，得到16QAM星座图， 如图所示 ;图中的信息点编码规则如下： 四位二进制码组的 前两位表示信息点在平面内所处的象限编号：11 表示第一象限，10表示第二象限，00表示第三象 限，01表示第四象限。后两位表示每个象限中的