数字调制方法

d mn || sm sn ||2 p Am An
最小欧氏距离：
d min 2 p
相邻信号点之间的距离
4
3.2 无记忆调制方法
1. 数字脉冲幅度调制(PAM)信号, 或者ASK 单边带SSB PAM
ˆ (t )]e j 2fc t sm (t ) Re Am [ g(t ) jg
2
可以表示为如下的两个标准正交波形的线性组合。
1 ( t )
2
g
g ( t )cos 2 f c t 2 ( t )
g
g ( t )sin 2 f c t
矢量表达式（二维）： sm (t ) sm11 (t ) sm 22 (t )
sm [ sm 1 sm 2 ] g 2 cos ( m 1) M 2
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3.2 无记忆调制方法
3. 正交幅度调制QAM 可以选择： M1个电平PAM M2个相位PSK 如果 M1 2n M=M1M2 组合PAM-PSK信 号星座图
M 2 2m，组合星座图将产生以下结果：
矩形信号星座
符号速率：R/(m+n)；每个符号包含 m + n 个比特
例：M=8, 16时，圆周形信号星座
1 2 2 sm sn g ( A A ) ( A A ) mi ni mq nq 2
当信号空间图是矩形时，相邻两点的欧氏 距离（最小距离）：
d min 2 g
11
11
3.2 无记忆调制方法
4. 多维信号传输
3.1 数字调制信号的表示
本节目的： 调制，将数字信息映射成与信道特性相匹配的模拟波形。
信息空间 K=log2M个比特 波形空间
信息序列{an}
映射为其中一个波形
M=2k个波形{sm(t)}
• 无记忆调制 • 有记忆线性调制 • 有记忆非线性调制
基本的描述方法，及其各自的特点。
记忆性：在任意时间间隔发送的波形决定于一个或多个先前 发送的波形。 无记忆：发送的波形只与当前时刻序列{an}有关。
信号 波形
sm (t ) Re g(t )e j 2 ( m1) / M e j 2fc t


2 g(t ) cos2f c t (m 1) M 2 2 g( t ) cos ( m 1) cos 2f c t g( t ) sin ( m 1) sin2f c t M M


SSB信号的带宽是DSB的一半。
基带信号 （无载波调制）
sm (t ) Am g(t )
特殊地，当M=2时（二进制）
m 1, 2, M
s1 (t ) s2 (t )
双极性信号
这两个信号具有相等的能量，互相关系数为-1
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3.2 无记忆调制方法
2. 相位调制信号PSK 特点：用 M 个相位传送数字信息（提供 M 个相位取值） 2 m ( m 1) m 1, 2, ...... M M
sm ( t ) Am p ( t )
(t )
1
单位能量信号波形:
sm：一维向量
p
p( t )
sm Am p
m=1, 2, … M
K个信息比特与M=2k个信号 幅度的分配：Gray编码
3
3.2 无记忆调制方法
1. 数字脉冲幅度调制(PAM)信号, 或者ASK 任何一对信号点之间的欧氏距离：
符号速率：R/k; 能量: 比特间隔：Tb=1/R；符号间隔：T=k/R=kTb
T 0
m
1 2 T 2 1 2 s ( t )dt Am p ( t )dt Am p 0 2 2
2 m
2
3.2 无记忆调制方法
1. 数字脉冲幅度调制(PAM)信号, 或者ASK 矢量表示： PAM信号是一维的
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3.2 无记忆调制方法
3. 正交幅度调制QAM 矢量表达式： 二维
sm (t ) Ami
二维矢量：
g
2
Leabharlann Baidu
1 (t ) Amq
Amq
g
2
2 (t )
sm [ s m 1
1 sm 2 ] Ami g 2
1 g 2
任何一对向量之间的欧氏距离：
dmin
1/ 2
dmin
/ 4 -QPSK：在每一个符号间隔载波相位中引入附加的相 / 4
移而得到的。该相移利于符号同步。
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3.2 无记忆调制方法
3. 正交幅度调制QAM 信号波形：
sm ( t ) Re ( Ami jAmq ) g( t )e j 2 fc t


Ami g(t )cos 2 fc t Amq g(t )sin2 fc t
g
2 sin ( m 1) 2 M
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3.2 无记忆调制方法
2. 相位调制信号PSK 任何一对信号点之间的欧氏距离：
d mn
最小欧氏距离：
2 sm sn g 1 cos m n M
2 g (1 cos ) M
sm ( t ) Re rm e j m g( t )e j 2 fc t
rm
2 2 Ami Amq


m 1, 2, ...... M
rm g(t )cos 2 fc t m
m tan1 ( Amq / Ami )
QAM信号可以看作组合幅度和相位调制
1
3.2 无记忆调制方法
1. 脉冲幅度调制(PAM)信号, 或者ASK 特点： 用不同的载波幅度来承载信号，（共有M=2k个） 信号波形 sm (t ) Am p(t ),
1 m M
Am： (m=1, 2, … M) 表示M个可能的幅度电平
Am (2m 1 M )
p( t )：实信号脉冲
能量： m
T 0
1 T 2 1 s ( t )dt g ( t )dt g 2 0 2
2 m
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3.2 无记忆调制方法
2. 相位调制信号PSK
sm ( t ) g( t ) cos
2 2 ( m 1) cos 2f c t g( t ) sin ( m 1) sin2f c t M M