信号编码技术
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使用多个频率的多重FSK调变 ，其带宽效率
更高si (，t)但错A误c率os也(2会f较it高), 1 i M
f i = f c + (2i – 1 – M)f d f c = 载波频率 f d =频率差 M =不同信号单元的数目 = 2 L L =每个信号单元表示的位个数
摘录自[COUC01]的结果
正交振幅调变(QAM)
正交振幅调变(QAM)是由ASK和PSK所结合而成的
0 < r < 1; 带宽直接相关于位传输速率
F = f2-fc=fc-f1
21
性能分析(续)
调变信号的传输带宽 (BT)
MPSK MFSK
BT
1 r L
R
1 log 2
r M
R
L =是每个信号单B元T可表示1l编og码r2的MM位数R
二進制 1 二進制 0
其中f1和f2分布在载波频率的两侧，且与载波 频率的差相等。
9
频移键控调变(续)
BFSK抗噪声能力比ASK好，其错误率较低比ASK好 在声频线路的典型速率上限是1200 bps 可用于高频(3到30仟赫)无线电传输 ，例如，区域性
网络的同轴电缆传输。
10
多重FSK调变 (MFSK)
2f
c
t
4
11
st
A
cos
2f
ct
3
4
A
cos
2f
ct
3
4
A
cos 16
2fct
4
01 00 10
QPSK调变方块图
图6.6 17
偏移QPSK(offset QPSK, OQPSK)
图6.6同时也显示QPSK的一种变化情形，我们称为 偏移QPSK(offset QPSK, OQPSK)，或称正交QPSK，
11
多重FSK调变(续)
为配合输入的数据速率，每个输出信号单元的周期
是:Ts=LT 秒，其中T是位周期(数据速率 = 1/T ) 一个信号单元期间内频率固定不变，以此方式编码L
位所需带宽是 : 2Mfd 要区别M个不同频率最小的频率间隔是: 2fd=1/Ts
因此调变器需要的带宽是: Wd=2Mfd=M/Ts
信号编码技术
信号编码(转换)
(a) 编码成数字信号 (b) 调变成模拟信号
2
信号编码准则
有哪些因素影响接收机由输入信号判读出数 字数据的正确率 ?
讯杂比(Eb/N0或许更恰当)
数据传输率 频宽
增加数据传输率位错误率也会增加 增加SNR可减少位错误率 增加带宽可提高数据传输率
D R R L log 2 M
D =调变率，单位 baud R =数据率，单位bps M =不同信号单元的个数 = 2L L =每个信号单元的位数
20
性能分析
调变信号的传输带宽 (BT)
ASK, PSK BT=(1+r)R
FSK
BT=2F+(1+r)R
R =数据传输速率
M =是不同信号单元的数目
22
性能分析(续)
表 6.2 各種數位至類比調變技術的資料速率 R 與傳輸頻寬的比
ASK BFSK
寬頻 F>>R 窄頻 F R
PSK 多階 PSK
M = 4, L = 2 M = 8, L = 3 M = 16, L = 4 M = 32, L = 5
r=0
r = 0.5
主要差别是在Q信道延迟一个位时间，其信号表1示1成：
s(t)
1 2
I (t) cos2fct
1 2
Q(t
Tb
)
sin
2fct
18
QPSK与OQPSK波形图例
19
多阶相移键控调变之调变率与 资料率
多阶相位一次表示数据的位数可超过两个， 例如使用八种不同相位之调变方式一次传送 3个位，其调变率与数据率之关系:
r=1
1.0
0.67
0.5
~0
~0
~0
1.0
0.67
0.5
1.0
0.67
0.5
2.00
1.33
1.00
3.00
2.00
1.50
4.00
Leabharlann Baidu2.67
2.00
5.00
3.33
2.50
23
噪声环境下的性能分析
图6.8各种调变技术的位错2误4 率理论值
摘录自[COUC01]的结果
噪声环境下的性能分析(续)
图6.9 MFSK 和MPSK调变的位错误率25 理论值
12
多重FSK调变(续)
13
相移键控调变(PSK)
二阶相移键控调变 (BPSK)
相移键控s是t 用两个AA相cco位os表s22示f两cftc个t二 进 bb制iinn的aar数ryy值10
AAccooss22ffctct
binary 1 binary 0
ASK调变中载波信号振幅会瞬间变化， 并不是一个 有效率的调变技巧
在传送声音等级的线路，典型的数据速率是1200 bps 光纤采用ASK调变方式传送数字数据
8
二进制频移键控调变 (BFSK)
最简单的相移键控是用两个相位表
示s两(t个) 二进AAcc制ooss的((22数ff21值tt))
3
编码技术的因素
信号频谱 频率 信号抗干扰与抗噪声能力 成本和复杂性
4
数字数据与模拟信号 (数位调变)
数字数据与模拟信号
幅移键控调变(ASK)
以载波的两种振幅分别表示二进制数值
频移键控调变(FSK)
以接近载波频率的两个不同频率分别表示二进制数值 (BFSK)
相移键控调变(PSK)
载波信号的相位表代二进制数值 (BPSK)
5
三种基本调变波形
图6.2
6
幅移键控调变(ASK)
固定振幅的载波出现时表示一个二进数值， 没有载波信号表示另一个二进数值
s(t
)
A
c
os(2f
0
ct
)
二進制 1 二進制 0
其中 Acos(2fc是t) 载波信号
7
幅移键控调变(续)
14
差动PSK (differential PSK, DPSK)
二进制 0 – s资料为0时载波相位不变(与前一位时之 相位相同)
二进制 1 –资料为1时载波相位改变180度(与前一位 时之相位相反)
15
四阶相移键控调变(QPSK)
四阶相移键控调变(QPSK)
每个信号单元表示2个A位cos
更高si (，t)但错A误c率os也(2会f较it高), 1 i M
f i = f c + (2i – 1 – M)f d f c = 载波频率 f d =频率差 M =不同信号单元的数目 = 2 L L =每个信号单元表示的位个数
摘录自[COUC01]的结果
正交振幅调变(QAM)
正交振幅调变(QAM)是由ASK和PSK所结合而成的
0 < r < 1; 带宽直接相关于位传输速率
F = f2-fc=fc-f1
21
性能分析(续)
调变信号的传输带宽 (BT)
MPSK MFSK
BT
1 r L
R
1 log 2
r M
R
L =是每个信号单B元T可表示1l编og码r2的MM位数R
二進制 1 二進制 0
其中f1和f2分布在载波频率的两侧，且与载波 频率的差相等。
9
频移键控调变(续)
BFSK抗噪声能力比ASK好，其错误率较低比ASK好 在声频线路的典型速率上限是1200 bps 可用于高频(3到30仟赫)无线电传输 ，例如，区域性
网络的同轴电缆传输。
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多重FSK调变 (MFSK)
2f
c
t
4
11
st
A
cos
2f
ct
3
4
A
cos
2f
ct
3
4
A
cos 16
2fct
4
01 00 10
QPSK调变方块图
图6.6 17
偏移QPSK(offset QPSK, OQPSK)
图6.6同时也显示QPSK的一种变化情形，我们称为 偏移QPSK(offset QPSK, OQPSK)，或称正交QPSK，
11
多重FSK调变(续)
为配合输入的数据速率，每个输出信号单元的周期
是:Ts=LT 秒，其中T是位周期(数据速率 = 1/T ) 一个信号单元期间内频率固定不变，以此方式编码L
位所需带宽是 : 2Mfd 要区别M个不同频率最小的频率间隔是: 2fd=1/Ts
因此调变器需要的带宽是: Wd=2Mfd=M/Ts
信号编码技术
信号编码(转换)
(a) 编码成数字信号 (b) 调变成模拟信号
2
信号编码准则
有哪些因素影响接收机由输入信号判读出数 字数据的正确率 ?
讯杂比(Eb/N0或许更恰当)
数据传输率 频宽
增加数据传输率位错误率也会增加 增加SNR可减少位错误率 增加带宽可提高数据传输率
D R R L log 2 M
D =调变率，单位 baud R =数据率，单位bps M =不同信号单元的个数 = 2L L =每个信号单元的位数
20
性能分析
调变信号的传输带宽 (BT)
ASK, PSK BT=(1+r)R
FSK
BT=2F+(1+r)R
R =数据传输速率
M =是不同信号单元的数目
22
性能分析(续)
表 6.2 各種數位至類比調變技術的資料速率 R 與傳輸頻寬的比
ASK BFSK
寬頻 F>>R 窄頻 F R
PSK 多階 PSK
M = 4, L = 2 M = 8, L = 3 M = 16, L = 4 M = 32, L = 5
r=0
r = 0.5
主要差别是在Q信道延迟一个位时间，其信号表1示1成：
s(t)
1 2
I (t) cos2fct
1 2
Q(t
Tb
)
sin
2fct
18
QPSK与OQPSK波形图例
19
多阶相移键控调变之调变率与 资料率
多阶相位一次表示数据的位数可超过两个， 例如使用八种不同相位之调变方式一次传送 3个位，其调变率与数据率之关系:
r=1
1.0
0.67
0.5
~0
~0
~0
1.0
0.67
0.5
1.0
0.67
0.5
2.00
1.33
1.00
3.00
2.00
1.50
4.00
Leabharlann Baidu2.67
2.00
5.00
3.33
2.50
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噪声环境下的性能分析
图6.8各种调变技术的位错2误4 率理论值
摘录自[COUC01]的结果
噪声环境下的性能分析(续)
图6.9 MFSK 和MPSK调变的位错误率25 理论值
12
多重FSK调变(续)
13
相移键控调变(PSK)
二阶相移键控调变 (BPSK)
相移键控s是t 用两个AA相cco位os表s22示f两cftc个t二 进 bb制iinn的aar数ryy值10
AAccooss22ffctct
binary 1 binary 0
ASK调变中载波信号振幅会瞬间变化， 并不是一个 有效率的调变技巧
在传送声音等级的线路，典型的数据速率是1200 bps 光纤采用ASK调变方式传送数字数据
8
二进制频移键控调变 (BFSK)
最简单的相移键控是用两个相位表
示s两(t个) 二进AAcc制ooss的((22数ff21值tt))
3
编码技术的因素
信号频谱 频率 信号抗干扰与抗噪声能力 成本和复杂性
4
数字数据与模拟信号 (数位调变)
数字数据与模拟信号
幅移键控调变(ASK)
以载波的两种振幅分别表示二进制数值
频移键控调变(FSK)
以接近载波频率的两个不同频率分别表示二进制数值 (BFSK)
相移键控调变(PSK)
载波信号的相位表代二进制数值 (BPSK)
5
三种基本调变波形
图6.2
6
幅移键控调变(ASK)
固定振幅的载波出现时表示一个二进数值， 没有载波信号表示另一个二进数值
s(t
)
A
c
os(2f
0
ct
)
二進制 1 二進制 0
其中 Acos(2fc是t) 载波信号
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幅移键控调变(续)
14
差动PSK (differential PSK, DPSK)
二进制 0 – s资料为0时载波相位不变(与前一位时之 相位相同)
二进制 1 –资料为1时载波相位改变180度(与前一位 时之相位相反)
15
四阶相移键控调变(QPSK)
四阶相移键控调变(QPSK)
每个信号单元表示2个A位cos