第5课基本的数字调制系统(2)资料
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节 数字调制系统PPT课件
ΦFSK(f)
-f0
0
f0
f
2fs
30
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2PSK解调
• 与DSB-SC解调类似，只能用相干解调器解调。
• Acos0t 到来乘法器的输出
Acos0t cos0t
A 2
A 2
c
os20t
LPF输出 A / 2
• Acos0t 到来乘法器的输出
Acos(0t
)cos0t
A cos
f(•t) 乘法器完成调BP制F ，实现φA频SK(谱t) 搬移；BPF取出 已调信号，同时抑制已调信号带外的频谱分 量。Acosω0t
(a) 数学模型
7
第7页/共67页
2ASK调制模型和时间波形
f(t)
BPF
φASK(t)
Acosω0t
(a) 数学模型
1
0
1
1
0
0
1
s(t)
Tb
t
载 波 信号 t
• 相位变或不变，是指将本码元内信号的初相与上
一码元内信号的末相进行比较，而不是将相邻码
28
第28页/共67页
二进制差分相移键控DPSK
an的绝对码
{an}
差分编码
{an}
1
极性变换
BPF
Acosω0t (b) DPSK信号产生数学模型
011
00
φDPSK(t)
1
DPSK t
bn是an的差分码
{bn}
14
第14页/共67页
二进制频移键控
• 数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控 是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。
通信原理课程课件-数字调制系统
❖ 2PSK和2DPSK信号应具有相同形式的表达式，不同的是2PSK的调制信 号是绝对码数字基带信号，2DPSK的调制信号是原数字基带信号的差分 码。
❖ 2. 二进制相移键控信号的带宽 ❖ 调制信号为双极性NRZ数字序列时，二进制相移键控信号实际上是一种
DSB-SC信号，带宽与ASK相同。
第 6 章 数字调制系统
第 6 章 数字调制系统
PSK
(t)
A c os0 t A c os (0 t
)
"1" "0"
{an}
极性变换
BPF
φ2DPSK(t)
Acosω0t
AAccooss00tt
"1" "0"
an g(t nTS ) cos0t
n
{an}
差分编码
(a)
极性变换 (b)
BPF Acosω0t
第 6 章 数字调制系统
❖ 6．1 概述 ❖ 数字基带信号不能直接通过带通信道传输，需将数字基带信号变换成数字
频带信号。用数字基带信号去控制高频载波的幅度、频率或相位，称为数 字调制。从已调高频载波上将数字基带信号恢复出来，称为数字解调。 ❖ 数字调制方式：幅度调制，称为幅度键控，记为ASK；频率调制，称为频 移键控，记为FSK；相位调制，称为相移键控，记为PSK。 ❖ 多进制的基带数字信号有多种状态，一位多进制符号将代表若干位二进制 符号。在相同传码率条件下，多进制数字系统的信息速率高于二进制系统。 二进制系统，随着传码率的提高，信道带宽增加。采用多进制可降低码元 速率，减小传输带宽。同时，加大码元宽度，可增加码元能量，有利于提 高系统的可靠性。 ❖ 多进制数字调制方式：多进制幅移键控 （MASK）、多进制频移键控 （MFSK）和多进制相移键控（MPSK）。
❖ 2. 二进制相移键控信号的带宽 ❖ 调制信号为双极性NRZ数字序列时，二进制相移键控信号实际上是一种
DSB-SC信号，带宽与ASK相同。
第 6 章 数字调制系统
第 6 章 数字调制系统
PSK
(t)
A c os0 t A c os (0 t
)
"1" "0"
{an}
极性变换
BPF
φ2DPSK(t)
Acosω0t
AAccooss00tt
"1" "0"
an g(t nTS ) cos0t
n
{an}
差分编码
(a)
极性变换 (b)
BPF Acosω0t
第 6 章 数字调制系统
❖ 6．1 概述 ❖ 数字基带信号不能直接通过带通信道传输，需将数字基带信号变换成数字
频带信号。用数字基带信号去控制高频载波的幅度、频率或相位，称为数 字调制。从已调高频载波上将数字基带信号恢复出来，称为数字解调。 ❖ 数字调制方式：幅度调制，称为幅度键控，记为ASK；频率调制，称为频 移键控，记为FSK；相位调制，称为相移键控，记为PSK。 ❖ 多进制的基带数字信号有多种状态，一位多进制符号将代表若干位二进制 符号。在相同传码率条件下，多进制数字系统的信息速率高于二进制系统。 二进制系统，随着传码率的提高，信道带宽增加。采用多进制可降低码元 速率，减小传输带宽。同时，加大码元宽度，可增加码元能量，有利于提 高系统的可靠性。 ❖ 多进制数字调制方式：多进制幅移键控 （MASK）、多进制频移键控 （MFSK）和多进制相移键控（MPSK）。
第5课基本数字调制系统(2)
• 对MASK信号，其信息速率与码元速率之间有如下关系：
Rb RBlog2M
• 与2ASK相比，在相同的码元速率下，MASK的信息速率 是2ASK的log2M倍，或者说在相同的信息速率下， MASK所要求的带宽仅是2ASK的1/ log2M 。但其抗干扰 性不如2ASK。
7.1 MASK幅度调制
[例题]求传码率为1000波特的16进制ASK系统的信息传输 速率；若采用2进制ASK，传码率不变，信息速率又是多少？
4进制数据 2进制数据
230210 10 11 00 10 01 00
4DPS(K系统)
2
初始相位
画4DPSK 波形时要与 前一个码元的波形比较
t
2进制数据 00 10 11 01
与前1码元相位差 0 π/2 π
-π/2
星座图
• 数字调制用“星座图”来描述，星座图中定义了 一种调制技术的两个基本参数：（1）信号分布； （2）与调制数字比特之间的映射关系。星座图中 规定了星座点与传输比特间的对应关系，这种关 系称为“映射”，一种调制技术的特性可由信号 分布和映射完全定义，即可由星座图来完全定义。
与载波相位差 -3π/4 -π/4 π/4 3π/4
4DPSK（π/2系统）的波形
4DPSK的原理
• 与2DPSK类似，根据要发的数据，在前一个码元 的波形基础上进行相位移动
• 而不是与载波比较 • 这时候相位关系表格中的相位意义是
– 本码元相位与上一个码元相位之差
4DPSK（π/2系统）的波形
• 多进制数字调制系统具有以下特点：
– （1）在相同的传码率条件下，多进制数字系统的信息速率高于二 进制系统。
– （2）在相同的信息率条件下，多进制的传码率比二进制低，可减 小信道带宽，并且使多进制信号码元的持续时间要比二进制的宽。 码元宽度的增加可增加码元能量，有利于提高通信系统的可靠性。
Rb RBlog2M
• 与2ASK相比，在相同的码元速率下，MASK的信息速率 是2ASK的log2M倍，或者说在相同的信息速率下， MASK所要求的带宽仅是2ASK的1/ log2M 。但其抗干扰 性不如2ASK。
7.1 MASK幅度调制
[例题]求传码率为1000波特的16进制ASK系统的信息传输 速率；若采用2进制ASK，传码率不变，信息速率又是多少？
4进制数据 2进制数据
230210 10 11 00 10 01 00
4DPS(K系统)
2
初始相位
画4DPSK 波形时要与 前一个码元的波形比较
t
2进制数据 00 10 11 01
与前1码元相位差 0 π/2 π
-π/2
星座图
• 数字调制用“星座图”来描述，星座图中定义了 一种调制技术的两个基本参数：（1）信号分布； （2）与调制数字比特之间的映射关系。星座图中 规定了星座点与传输比特间的对应关系，这种关 系称为“映射”，一种调制技术的特性可由信号 分布和映射完全定义，即可由星座图来完全定义。
与载波相位差 -3π/4 -π/4 π/4 3π/4
4DPSK（π/2系统）的波形
4DPSK的原理
• 与2DPSK类似，根据要发的数据，在前一个码元 的波形基础上进行相位移动
• 而不是与载波比较 • 这时候相位关系表格中的相位意义是
– 本码元相位与上一个码元相位之差
4DPSK（π/2系统）的波形
• 多进制数字调制系统具有以下特点：
– （1）在相同的传码率条件下，多进制数字系统的信息速率高于二 进制系统。
– （2）在相同的信息率条件下，多进制的传码率比二进制低，可减 小信道带宽，并且使多进制信号码元的持续时间要比二进制的宽。 码元宽度的增加可增加码元能量，有利于提高通信系统的可靠性。
【大学课件】 数字调制系统-文档资料
输入
BPF
半波或全 波整流器 非相干方式
LPF
输出 抽样 判决器 定时脉冲
docin/sundae_meng
21
接收端带通滤波器后
（ t） n(t ) u i y (t ) n(t ) 发“ 1 ” 发“0”
n(t ) nc (t ) cos ct ns (t ) sin c t
5
当P=1/2时
1 2 2 pE ( f ) 16 f s [ G ( f f c ) G ( f f c ) ] 1 2 2 f s G (0) [ ( f f c ) ( f f c )] 16
docin/sundae_meng
6
2ASK信号的功率谱由连续谱和 离散谱两部分组成
docin/sundae_meng
2
6.2 二进制数字调制原理
6.2.1
二进制振幅键控（2ASK） Amplitude Shift Keying 2ASK信号的产生
cos c t
～ 乘法器
e0 (t )
s (t )
e0 (t )
cos c t
s (t )
键控方法 OOK On-Off Keying
g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲 在某一码元持续时间Ts 内观察
概率为P cos c t e0 (t ) t 概率为 1 P cos c docin/sundae_meng 13
0相位发送0, π相位发送1. 发送端与接收端必须要有相同的相位参考. 若参考基准相位随机跳变,就会在接 收端发生错误的恢复,“倒π”现象。 2DPSK是利用前后相邻码元的相对 载波相位值去表示数字信息的一种方式。 相位偏移 ΔΦ ΔΦ=π 数字信息“1” ΔΦ=0 数字信息“0”
BPF
半波或全 波整流器 非相干方式
LPF
输出 抽样 判决器 定时脉冲
docin/sundae_meng
21
接收端带通滤波器后
（ t） n(t ) u i y (t ) n(t ) 发“ 1 ” 发“0”
n(t ) nc (t ) cos ct ns (t ) sin c t
5
当P=1/2时
1 2 2 pE ( f ) 16 f s [ G ( f f c ) G ( f f c ) ] 1 2 2 f s G (0) [ ( f f c ) ( f f c )] 16
docin/sundae_meng
6
2ASK信号的功率谱由连续谱和 离散谱两部分组成
docin/sundae_meng
2
6.2 二进制数字调制原理
6.2.1
二进制振幅键控（2ASK） Amplitude Shift Keying 2ASK信号的产生
cos c t
～ 乘法器
e0 (t )
s (t )
e0 (t )
cos c t
s (t )
键控方法 OOK On-Off Keying
g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲 在某一码元持续时间Ts 内观察
概率为P cos c t e0 (t ) t 概率为 1 P cos c docin/sundae_meng 13
0相位发送0, π相位发送1. 发送端与接收端必须要有相同的相位参考. 若参考基准相位随机跳变,就会在接 收端发生错误的恢复,“倒π”现象。 2DPSK是利用前后相邻码元的相对 载波相位值去表示数字信息的一种方式。 相位偏移 ΔΦ ΔΦ=π 数字信息“1” ΔΦ=0 数字信息“0”
通信原理课件——数字调制系统
实际通信时，参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在通信过程 中不易被发觉。比如： 系统分频器可能发生状态转移； 锁相环路的不稳定； 某种突然的骚动； 结论：实际系统中，一般不采用2PSK，而采用2DPSK。
② 相对移相（2DPSK）
——
2DPSK方式是利用前后相邻码元的相对载波相位的变化来表示数字信息
2ASK信号功率谱密度结构示意图如图。其由离散谱和连续谱两部分组成。 离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号s(t)波形确定。
2ASK信号的功率谱分布在整个频率范围，若以功率主瓣宽度计算带宽， 则2ASK信号带宽B2ASK为
ƒc=2400Hz，ƒs=1/Ts=1200B。 B2ASK=2ƒS=2×1200=2400 (Hz)
（1）试构成一种2ASK信号调制器原理框图，并画出2ASK信号 的时间波形；
（2）试画出2ASK信号频谱结构示意图，并计算其带宽。
解：（1）2ASK信号是一种数字振幅调制，已调信号的振幅随数字基带信 号变化。
2ASK信号可以采用模拟相乘的方式产生，如图(a)。图中数字基带信号 s(t)应是单极性不归零波形。
了解： 二进制数字调制信号采用相干截调和非相干解调的原理及特
点； 2ASK系统、 2FSK系统、 2PSK系统和2DPSK系统性能比较； 多进制数字调制的概念和目的
现代数字调制技术QAM、MSK
5.1 二进制数字调制系统
数字调制信号，在二进制时有振幅键控（ASK）、移 频键控（FSK）和移相键控（PSK）三种基本信号形式，如
n
n
n1
（2） 2PSK和2DPSK信号的调制
模拟调相法：原理框图如图所示，码变换器（即差分编码器）是用来完成绝
对码波形到相对码波形变换的，去掉码变换器，则可进行2PSK信号的调制。
② 相对移相（2DPSK）
——
2DPSK方式是利用前后相邻码元的相对载波相位的变化来表示数字信息
2ASK信号功率谱密度结构示意图如图。其由离散谱和连续谱两部分组成。 离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号s(t)波形确定。
2ASK信号的功率谱分布在整个频率范围，若以功率主瓣宽度计算带宽， 则2ASK信号带宽B2ASK为
ƒc=2400Hz，ƒs=1/Ts=1200B。 B2ASK=2ƒS=2×1200=2400 (Hz)
（1）试构成一种2ASK信号调制器原理框图，并画出2ASK信号 的时间波形；
（2）试画出2ASK信号频谱结构示意图，并计算其带宽。
解：（1）2ASK信号是一种数字振幅调制，已调信号的振幅随数字基带信 号变化。
2ASK信号可以采用模拟相乘的方式产生，如图(a)。图中数字基带信号 s(t)应是单极性不归零波形。
了解： 二进制数字调制信号采用相干截调和非相干解调的原理及特
点； 2ASK系统、 2FSK系统、 2PSK系统和2DPSK系统性能比较； 多进制数字调制的概念和目的
现代数字调制技术QAM、MSK
5.1 二进制数字调制系统
数字调制信号，在二进制时有振幅键控（ASK）、移 频键控（FSK）和移相键控（PSK）三种基本信号形式，如
n
n
n1
（2） 2PSK和2DPSK信号的调制
模拟调相法：原理框图如图所示，码变换器（即差分编码器）是用来完成绝
对码波形到相对码波形变换的，去掉码变换器，则可进行2PSK信号的调制。
第五章数字调制系统优秀课件
当数值信号码元1，0统计独立且等概率时，p 1 ，则又有
P E ( f ) 1 1 6 f s G ( f f c ) 2 G ( f f c ) 2 1 1 6 f 2 s G 2( 0 ) 2 ( f f c ) ( f f c )
又因为幅度为1，周期为 T S 的矩形脉冲频谱为
对于2ASK信号的解调方法，也有两种：非相干解调即包络检波法及 相干解调法。与模拟解调制解调方法不同的是数字解调都增加一个“抽 样判决器”方框，这对提高数字信号的接收性能具有相当重要的意义。
包络检波法
相干解调法
2ASK信号的频谱结构
设 eo (t) 的功率谱密度为PE ( f )，S(t)的功率谱密度为 PS ( f )
二进ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ振幅键控(2ASK)信号的功率谱密度示意图
结论
1、2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成，连续谱取决 于二元制码元脉中序列 g (t )经线性调制后的双边带谱， 而离散谱由载波分量决定。
2、功率谱曲线为抽样函数 sa (x) 型，若以第一个零点作为 频带宽度，则2ASK信号带宽是基带信号带宽的2倍，由此 看出，其频带利用率为1/2。
3、2ASK信号的第一旁瓣峰值比主峰值衰减14dB。
二进制移频键控（2FSK）
已调信号的时域表达式为
e 0 ( t ) a n g ( t n T s ) c o s ( 1 t n ) a n g ( t n T s ) c o s (2 t n )
n
n
其中
0 an 1
,概率P为
代入 p E ( f g ) (表f)达式Ts可S得(a Tsf)TS(siT nsTfsf) ,
G(0) Ts.
p E (f) 1 T 6 s s in (f (f fc f ) c T ) s T S2 s in (f (f fc f ) c T ) s T S2 1 1 6 (f fc ) (f fc )
通信原理第六章基本的数字调制系统精品PPT课件
2fc
2 T
f0
f
6.2.3 误码率
讨论在加性高斯白噪声信道中2ASK信号的误码率。
s(t)A(t)cos(0t) 带通
高斯白噪声 滤波
中心频率为 f 0 ， 带宽为 2 f c 。
s(t)
解调器
窄带高斯噪声
n ( t) n c ( t)c o s (0 t) n s ( t)s in (0 t)
1. 调制方法
• 模拟调幅法—乘法电路 • 键控法
A ( t ) 相乘器
s(t)
cos(0t )
s(t)
cos(0t )
A (t)
2. 解调方法
• 包络检波法 • 相干解调法
s ( t ) 带通
滤波
s ( t ) 带通
滤波
全波 整流
低通 滤波
包络检波器
相乘 电路
低通 滤波
抽样 A ( t )
判决
定时脉冲
第6章 基本的数字调制系统
6.1 概述 6.2 二进制振幅键控（2ASK） 6.3 二进制频移键控（2FSK） 6.4 二进制相移键控（2PSK） 6.5 二进制差分相移键控（2DPSK） 6.6 二进制数字键控传输系统性能比较 6.7 多进制数字键控
6.1 概述
数字调制：
调制信号 m ( t是) 数字信号 有限种状态
x(t)nAc(t)nc(t)
,发“1”时 ,发“0”时
在抽样时刻
t
，
1
x(t1)nAc(t1n)c(t1)
,发“ 1”时 ,发“0”时
为高斯型随机变量
发送“0”码时x ，( t 1 ) 的概率密度p0(x) 21nexp x2/2n 2
通信原理教程基本的数字调制系统课件
01
频谱效率
频谱效率是指在单位频谱资源上所能传输的信息量，数字调制系统的频谱效率越高，频带利用率就越高。
02
调制方式的灵活性
数字调制系统应具备多种调制方式，以满足不同传输需求和信道条件下的使用。
频带利用率分析
05
CHAPTER
数字调制系统的应用与发展
无线通信
数字调制系统广泛应用于无线通信领域，如移动通信、卫星通信和无线局域网等。
多径干扰是无线通信中常见的问题，数字调制系统应具有较强的抗多径干扰能力，以保证信号的稳定传输。
抗突发干扰能力
突发干扰是指短暂的、强烈的干扰信号，数字调制系统应具有较强的抗突发干扰能力，以应对突发性的干扰。
抗干扰性能分析
03
频带利用率与抗干扰性能的平衡
在提高频带利用率的同时，需要考虑抗干扰性能的保持，以实现更好的通信效果。
数字调制系统的研究热点问题
06
CHAPTER
实验与课程设计
01
02
04
实验目的与要求
掌握基本的数字调制系统原理。
学会使用调制解调器进行信号调制和解调。
分析不同调制方式的性能特点和应用场景。
培养学生对通信系统的实际操作和问题解决能力。
03
准备必要的实验设备和软件，如信号发生器、调制解调器、示波器等。
课程简介
掌握基本的数字调制系统的基本原理和技术
了解数字调制系统的性能指标和评估方法
熟悉数字调制系统的实际应用和系统设计
课程目标
02
CHAPTER
数字调制系统基础
将低频信号转换为高频载波信号的过程，以便传输。
调制
调频、调相、调幅等。
调制的分类
实现信号的传输、提高信号的抗干扰能力、实现多路复用等。
第5课 基本的数字调制系统(1)
3 二进制数字幅度调制
• 相干解调需要在接收端产生一个与发送端的发送 载波一样的本地载波，造成接收端设备复杂，因 此在 2ASK 系统中很少使用。而包络检波器的实 现则比较简单，得到了广泛的应用。
4 二进制数字频率调制
数字频率调制又称为频移键控（FSK），二进制 频移键控记作2FSK。 2FSK的基本原理是使用代表二进制数字序列的数 字基带信号去控制高频载波的频率变化。二进制数 字序列只有1和0两种状态，1使用频率为f1的载波 表示，0使用频率为f2的载波表示。 2FSK频移键控信号可以采用两种方式产生：（1） 直接调频法（不讲）（2）键控法。
3 二进制数字幅度调制
{sn}
{Sn}表示待传送的数字序列； S(t)表示基带信号 cosct 表示高频载波 SASK(t)称为已调信号
从上图不难看出 s ASK (t ) s(t ) cosct
注意此处s(t )为
单极性不归零信号
3 二进制数字幅度调制
• （1）相乘法
an
基带信号 形 成 器
4 二进制数字频率调制
键控法 使用数字基带信号控制电子开关在两个载波发生器 之间进行切换
载波发生器1 电子开关1
c1(t) s(t)
倒相器 相加器
s2FSK(t)
c2(t)
载波发生器2 电子开关2
4 二进制数字频率调制
1
原始信息
0
0
1
0
1
t
2ASK
t
2FSK
t
4 二进制数字频率调制
2FSK
（2）相干解调法 • 相干解调法的原理如下：已调信号可以表示为调制 信号与载波信号的乘积，即： sm (t ) s(t ) cosc t • 如果在接收端将已调信号与载波信号相乘，则有： sm (t ) cosct s(t ) / 2 s(t ) cos2ct / 2 ① ② • 第1项是数字基带信号，第2项是高频信号，通过低 通滤波器可以滤除第2项。从而得到原信号s(t)
通信原理第五章 基本的数字调制系统
2FSK 信号的非相干解调——包络检波
带通滤波 ������0
包络 检波器
抽样 判决器
输入
定时脉冲
输出
带通滤波 ������1
包络 检波器
《数字通信(1)》 第五章
基本的数字调制系统
20
5.3 二进制频移键控（2FSK）
bandpass filter (BPF)
2FSK 信号的相干解调
cos ������0 ������ 带通滤波 ������0 输入 定时脉冲 低通 滤波 抽样 判决器 输出
������1
������0
������1
������1
《数字通信(1)》 第五章
基本的数字调制系统
18
5.3 二进制频移键控（2FSK）
frequency selection
2FSK 信号的调制
调频法
基带信号 ������ ������
调频器
2FSK信号 ������2FSK ������
数字通信(1)
第五章 基本的数字调制系统
本章提要
digital modulation
二进制振幅键控（2ASK） 二进制频移键控（2FSK）
二进制相移键控（2PSK）
二进制差分相移键控（2DPSK） 二进制数字键控传输系统性能比较 多进制数字键控
《数字通信(1)》 第五章
基本的数字调制系统
《数字通信(1)》 第五章
基本的数字调制系统
13
5.2 二进制振幅键控（2ASK）
bandwidth
0-1 等概率 2ASK 信号的功率谱密度 ������ 1 2 ������������ ������ = sinc ������������������ + ������ ������ 4 4 1 ������2ASK ������ = ������������ ������ + ������0 + ������������ ������ − ������0 4 ������ = sinc 2 ������������������ + ������������0 ������ + sinc 2 ������������������ − ������������0 ������ 16 1 + ������ ������ + ������0 + ������ ������ − ������0 16
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[例题]求传码率为1000波特的16进制ASK系统的信息传输 速率；若采用2进制ASK，传码率不变，信息速率又是多少？
Rb16ASK RB log 2 M 1001 2000 bps
7.2 MFSK频率调制
• 在MFSK中，载波频率有M种，分别为f1,f2,…,fM这 些载波频率分别 对应着M进制中的M种状态.
• MFSK系统中每个码元携带的信息为log2M比特， 比2FSK系统的每个码元携带１比特信息要高。但 是抗干扰性不如2FSK。
7.2 MFSK频率调制
• 以4FSK为例
302103
4FSK
t
要注意在实际中4个载波频率都远远高于码元速率
7.3 MPSK相位调制
• 多进制数字相位调制是利用多个不同相位的正弦载 波信号来表示M进制中的M种状态。也分为多进制 绝对移相(MPSK)和多进制相对移相(MDPSK)
7.1 MASK幅度调制
7.1 MASK幅度调制
可见MASK信号可 看作多个2ASK信 号的叠加
经MASK调制后的信 号带宽仍然是原始 基带信号带宽的2倍。
7.1 MASK幅度调制
MASK的调制和解调
• 调制方法与2ASK相同，但是首先要将数字基带信号由二 进制变为M进制，用它对载波信号进行调制就可以得到 MASK信号。MASK信号可以看作是M个2ASK信号的叠 加，因此，MASK信号的解调原理与2ASK的解调原理相 同，包括相干解调和包络解调。
10
11
00
01
参考相位
星座图
• 如果令
– 发“11”时，使产生波形与载波相位差= π/4 – 发“10”时，使产生波形与载波相位差= -π/4 – 发“01”时，使产生波形与载波相位差= 3π/4 – 发“00”时，使产生波形与载波相位差= -3π/4
01
11
参考相位
00
10
7.3 MPSK相位调制
t
4PSK( 系统)
t
2
画4PSK波形时要与载波比较
2进制数据 00 10 11 01
与载波相位差 0 π/2 π
-π/2
4PSK（π/4系统）的波形
4进制数据 2进制数据
230210 10 11 00 10 01 00
参考载波
t
4PSK( 系统)
4
画4PSK波形时要与载波比较
t
2进制数据 00 10 11 01
• 例如4PSK信号使用4种不同的相位信号，也就是 说要有4个相位与四进制的4个状态相对应，这4个 相位可以是0、π/2、 π、-π/2，也可以是-π/4、 π/4 、 3π/4 、-3π/4 等
4PSK（π/2系统）的波形
4进制数据 2进制数据
230210 10 11 00 10 01 00
参考载波
• 对MASK信号，其信息速率与码元速率之间有如下关系：
Rb RB log 2M
• 与2ASK相比，在相同的码元速率下，MASK的信息速率 是2ASK的log2M倍，或者说在相同的信息速率下， MASK所要求的带宽仅是2ASK的1/ log2M 。但其抗干扰 性不如2ASK。
7.1 MASK幅度调制
• 在同样的码元速率下，4PSK的传信率是2PSK的二 倍，但是由于4PSK相邻状态之间的相位差（π/2） 要比2PSK的相位差（π）小，解调时出现错误判 决的可能性就要大，同样，8PSK的传信率更高， 但误码率也会更大；不难发现，接收端对这些信 号相邻状态的分辩能力与它们的矢量端点之间的 间隔有关，间隔越大，越容易分辩，也就是越不 易受干扰的影响。
7 多进制数字调制
• 多进制调制信号是指状态数目M大于2的已调信号，又称 为多元调制信号，通常取M为2的幂次（M＝2n）。在二进 制载波数字调制中，基带数字信号只有两种状态，所以一 个码元只携带一个比特信息，在多进制系统中，一位多进 制符号代表若干位二进制符号，所以，一个码元携带的比 特数大于1。当携带信息的参数分别为载波的幅度、频率 或相位时，数字调制信号为M进制幅度调制（MASK）、 M进制频率调制（MFSK）或M进制相位调制（MPSK）。
4进制数据 2进制数据
230210 10 11 00 10 01 00
4DPSK( 系统)
2
初始相位
画4DPSK波形时要与 前一个码元的波形比较
t
2进制数据 00 10 11 01
与前1码元相位差 0 π/2 π
-π/2
星座图
• 数字调制用“星座图”来描述，星座图中定义了 一种调制技术的两个基本参数：（1）信号分布； （2）与调制数字比特之间的映射关系。星座图中 规定了星座点与传输比特间的对应关系，这种关 系称为“映射”，一种调制技术的特性可由信号 分布和映射完全定义，即可由星座图来完全定义。
• 多进制数字调制系统具有以下特点：
– （1）在相同的传码率条件下，多进制数字系统的信息速率高于二 进制系统。
– （2）在相同的信息率条件下，多进制的传码率比二进制低，可减 小信道带宽，并且使多进制信号码元的持续时间要比二进制的宽。 码元宽度的增加可增加码元能量，有利于提高通信系统的可靠性。
7.1 MASK幅度调制
与载波相位差 -3π/4 -π/4 π/4 3π/4
4DPSK（π/2系统）的波形
4DPSK的原理
• 与2DPSK类似，根据要发的数据，在前一个码元 的波形基础上进行相位移动
• 而不是与载波比较 • 这时候相位关系表格中的相位意义是
– 本码元相位与上一个码元相位之差
4DPSK（π/2系统）的波形
星座图
以2PSK为例来说明
发“0”时与载波反 相
0
原
点
发“1”时与载波同 相
1
参考相位
（在这里可 以认为是载 波相位）
可以看出，如果确定了原点和参考方向，这些矢量 可以分别用1个星座点来表示
星座图
• 同理，对2PSK进行推广，当采用4PSK时 • 我们可以令
– 发“00”时，使产生波形与载波同相（相位差=0） – 发“11”时，使产生波形与载波反相（相位差=π） – 发“10”时，使产生波形与载波相位差=π/2 – 发“01”时，使产生波形与载波相位差=-π/2
• 【例题】 对数字序列01111000010010110001进 行4ASK调制。
• 解 n＝log24＝2，故首先将序列中每2位一组变换 为四电平信号，即用4组二进制码对4种电平编码。 若我们用00表示0，01表示1，10表示2，11表示 3。（编码方式不唯一），则原序列变为四电平序 列：1320102301，对载波调制后，可得4ASK波 形如下图所示。
Rb16ASK RB log 2 M 1001 2000 bps
7.2 MFSK频率调制
• 在MFSK中，载波频率有M种，分别为f1,f2,…,fM这 些载波频率分别 对应着M进制中的M种状态.
• MFSK系统中每个码元携带的信息为log2M比特， 比2FSK系统的每个码元携带１比特信息要高。但 是抗干扰性不如2FSK。
7.2 MFSK频率调制
• 以4FSK为例
302103
4FSK
t
要注意在实际中4个载波频率都远远高于码元速率
7.3 MPSK相位调制
• 多进制数字相位调制是利用多个不同相位的正弦载 波信号来表示M进制中的M种状态。也分为多进制 绝对移相(MPSK)和多进制相对移相(MDPSK)
7.1 MASK幅度调制
7.1 MASK幅度调制
可见MASK信号可 看作多个2ASK信 号的叠加
经MASK调制后的信 号带宽仍然是原始 基带信号带宽的2倍。
7.1 MASK幅度调制
MASK的调制和解调
• 调制方法与2ASK相同，但是首先要将数字基带信号由二 进制变为M进制，用它对载波信号进行调制就可以得到 MASK信号。MASK信号可以看作是M个2ASK信号的叠 加，因此，MASK信号的解调原理与2ASK的解调原理相 同，包括相干解调和包络解调。
10
11
00
01
参考相位
星座图
• 如果令
– 发“11”时，使产生波形与载波相位差= π/4 – 发“10”时，使产生波形与载波相位差= -π/4 – 发“01”时，使产生波形与载波相位差= 3π/4 – 发“00”时，使产生波形与载波相位差= -3π/4
01
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参考相位
00
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7.3 MPSK相位调制
t
4PSK( 系统)
t
2
画4PSK波形时要与载波比较
2进制数据 00 10 11 01
与载波相位差 0 π/2 π
-π/2
4PSK（π/4系统）的波形
4进制数据 2进制数据
230210 10 11 00 10 01 00
参考载波
t
4PSK( 系统)
4
画4PSK波形时要与载波比较
t
2进制数据 00 10 11 01
• 例如4PSK信号使用4种不同的相位信号，也就是 说要有4个相位与四进制的4个状态相对应，这4个 相位可以是0、π/2、 π、-π/2，也可以是-π/4、 π/4 、 3π/4 、-3π/4 等
4PSK（π/2系统）的波形
4进制数据 2进制数据
230210 10 11 00 10 01 00
参考载波
• 对MASK信号，其信息速率与码元速率之间有如下关系：
Rb RB log 2M
• 与2ASK相比，在相同的码元速率下，MASK的信息速率 是2ASK的log2M倍，或者说在相同的信息速率下， MASK所要求的带宽仅是2ASK的1/ log2M 。但其抗干扰 性不如2ASK。
7.1 MASK幅度调制
• 在同样的码元速率下，4PSK的传信率是2PSK的二 倍，但是由于4PSK相邻状态之间的相位差（π/2） 要比2PSK的相位差（π）小，解调时出现错误判 决的可能性就要大，同样，8PSK的传信率更高， 但误码率也会更大；不难发现，接收端对这些信 号相邻状态的分辩能力与它们的矢量端点之间的 间隔有关，间隔越大，越容易分辩，也就是越不 易受干扰的影响。
7 多进制数字调制
• 多进制调制信号是指状态数目M大于2的已调信号，又称 为多元调制信号，通常取M为2的幂次（M＝2n）。在二进 制载波数字调制中，基带数字信号只有两种状态，所以一 个码元只携带一个比特信息，在多进制系统中，一位多进 制符号代表若干位二进制符号，所以，一个码元携带的比 特数大于1。当携带信息的参数分别为载波的幅度、频率 或相位时，数字调制信号为M进制幅度调制（MASK）、 M进制频率调制（MFSK）或M进制相位调制（MPSK）。
4进制数据 2进制数据
230210 10 11 00 10 01 00
4DPSK( 系统)
2
初始相位
画4DPSK波形时要与 前一个码元的波形比较
t
2进制数据 00 10 11 01
与前1码元相位差 0 π/2 π
-π/2
星座图
• 数字调制用“星座图”来描述，星座图中定义了 一种调制技术的两个基本参数：（1）信号分布； （2）与调制数字比特之间的映射关系。星座图中 规定了星座点与传输比特间的对应关系，这种关 系称为“映射”，一种调制技术的特性可由信号 分布和映射完全定义，即可由星座图来完全定义。
• 多进制数字调制系统具有以下特点：
– （1）在相同的传码率条件下，多进制数字系统的信息速率高于二 进制系统。
– （2）在相同的信息率条件下，多进制的传码率比二进制低，可减 小信道带宽，并且使多进制信号码元的持续时间要比二进制的宽。 码元宽度的增加可增加码元能量，有利于提高通信系统的可靠性。
7.1 MASK幅度调制
与载波相位差 -3π/4 -π/4 π/4 3π/4
4DPSK（π/2系统）的波形
4DPSK的原理
• 与2DPSK类似，根据要发的数据，在前一个码元 的波形基础上进行相位移动
• 而不是与载波比较 • 这时候相位关系表格中的相位意义是
– 本码元相位与上一个码元相位之差
4DPSK（π/2系统）的波形
星座图
以2PSK为例来说明
发“0”时与载波反 相
0
原
点
发“1”时与载波同 相
1
参考相位
（在这里可 以认为是载 波相位）
可以看出，如果确定了原点和参考方向，这些矢量 可以分别用1个星座点来表示
星座图
• 同理，对2PSK进行推广，当采用4PSK时 • 我们可以令
– 发“00”时，使产生波形与载波同相（相位差=0） – 发“11”时，使产生波形与载波反相（相位差=π） – 发“10”时，使产生波形与载波相位差=π/2 – 发“01”时，使产生波形与载波相位差=-π/2
• 【例题】 对数字序列01111000010010110001进 行4ASK调制。
• 解 n＝log24＝2，故首先将序列中每2位一组变换 为四电平信号，即用4组二进制码对4种电平编码。 若我们用00表示0，01表示1，10表示2，11表示 3。（编码方式不唯一），则原序列变为四电平序 列：1320102301，对载波调制后，可得4ASK波 形如下图所示。