2017通信原理第8章新型数字调制
通信原理(第八章新型数字带通调制技术)课件
调制技术的发展趋势
挑战
随着通信技术的发展，通信系统的复杂性和不确定性不断增加，对调制技术的要求也越来越高，需要克服许多技术上的挑战。
机遇
随着通信技术的发展，调制技术的应用场景也越来越广泛，如物联网、智能交通、远程控制等领域，为调制技术的发展提供了广阔的应用前景。
未来调制技术的挑战与机遇
高级调制技术
更高的频谱效率
随着通信需求的不断增加，对频谱效率的要求也越来越高，因此，调制技术需要向着更高频谱效率的方向发展。
更高的可靠性和稳定性
随着通信系统复杂性的增加，对通信系统的可靠性和稳定性要求也越来越高，因此，调制技术需要向着更高可靠性和稳定性的方向发展。
更好的抗干扰能力
随着通信环境的日益复杂，抗干扰能力成为调制技术的重要指标之一，因此，调制技术需要向着更好的抗干扰能力的方向发展。
设备互联互通
通过应用新型数字带通调制技术，智能家居系统可以更加高效地控制和管理各种设备，提升家居生活的便利性和舒适性。
智能家居控制
新型数字带通调制技术可以提供更好的安全性和隐私保护，确保物联网和智能家居应用中的数据传输安全可靠。
安全与隐私保护
物联网与智能家居中的应用
04
新型数字带通调制技术的未来发展
网络升级与改造
通过应用新型数字带通调制技术，有线电视网络可以进行升级和改造，以适应不断发展的业务需求。
高清晰度视频传输
新型数字带通调制技术可以实现高清晰度视频信号的传输，提升有线电视网络的视频质量。
有线电视网络中的应用
1
2
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新型数字带通调制技术可以实现物联网设备之间的快速、可靠的数据传输，促进设备间的互联互通。
OFDM调制原理
新型数字带通调制技术的性能指标
通信原理(第八章新型数字带通调制技术)PPT课件
实例分析
QPSK（四相相移键控调制）
在PSK的基础上，将相位划分为四个不同的状态，每个状态表示两个 比特的信息，提高了频谱利用率和传输速率。
16-QAM（十六进制正交幅度调制）
在QAM的基础上，将幅度划分为16个不同的状态，每个状态表示4个 比特的信息，进一步提高了频谱利用率和传输速率。
OFDM（正交频分复用调制）
20世纪70年代，随着数字信号处理技 术的发展，多种新型数字带通调制技 术如QPSK、QAM等开始出现。
02
数字带通调制技术的基本原理
数字信号的调制过程
调制概念
调制是将低频信号（如声音、图像等）转换成高频信号的过程， 以便传输。
数字信号的调制方式
数字信号的调制方式主要有振幅键控（ASK）、频率键控（FSK） 和相位键控（PSK）等。
通信原理(第八章新型数字带 通调制技术)ppt课件
• 引言 • 数字带通调制技术的基本原理 • 新型数字带通调制技术介绍 • 新型数字带通调制技术的应用场景
• 新型数字带通调制技术的优势与挑 战
• 新型数字带通调制技术的实现方法 与实例分析
01
引言
新型数字带通调制技术的定义与重要性
定义
新型数字带通调制技术是指利用数字 信号调制载波的幅度、频率或相位， 以实现信号传输的技术。
光纤通信系统
在光纤通信系统中，新型数字带通调制技术如偏振复用正交频分复用（PD-OFDM） 被用于实现高速、大容量的数据传输，满足不断增长的网络流量需求。
卫星通信系统
广播卫星
在广播卫星中，新型数字带通调制技术如正交频分复用（OFDM）被用于发送多路电视信号和其他多媒 体内容，提供高质量的广播服务。
将高速数据流分割成多个低速数据流，在多个子载波上进行调制，提 高了频谱利用率和抗多径干扰能力。
通信原理简答题答案2（个人整理）
通信原理简答题答案2（个⼈整理）第⼀章绪论1-2何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：数字信号：电信号的参量值仅可能取有限个值。
模拟信号：电信号的参量取值连续。
两者的根本区别是携带信号的参量是连续取值还是离散取值。
1-3何谓数字通信？数字通信偶哪些优缺点？答：利⽤数字信号来传输信息的通信系统为数字通信系统。
优点：抗⼲扰能⼒强，⽆噪声积累传输差错可控；便于现代数字信号处理技术对数字信息进⾏处理、变换、储存；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好。
缺点：⼀般需要较⼤的传输带宽；系统设备较复杂。
1-4 数字通信系统的⼀般模型中各组成部分的主要功能是什么？答：信源编码：提⾼信息传输的有效性（通过数字压缩技术降低码速率），完成A/D转换。
信道编码/译码：增强数字信号的抗⼲扰能⼒。
加密与解密：认为扰乱数字序列，加上密码。
数字调制与解调：把数字基带信号的频谱搬移到⾼频处，形成适合在信道中传输的带通信号。
同步：使收发两端的信号在时间上保持步调⼀致。
1-5 按调制⽅式，通信系统如何分类？答：基带传输系统和带通传输系统。
1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：模拟通信系统和数字通信系统。
1-7 按传输信号的复⽤⽅式，通信系统如何分类？答：FDM,TDM,CDM。
1-8 单⼯、半双⼯及全双⼯通信⽅式是按什么标准分类的？解释他们的⼯作⽅式。
答：按照消息传递的⽅向与时间关系分类。
单⼯通信：消息只能单向传输。
半双⼯：通信双⽅都能收发消息，但不能同时进⾏收和发的⼯作⽅式。
全双⼯通信：通信双⽅可以同时收发消息。
1-9 按数字信号码元的排列顺序可分为哪两种通信⽅式？他们的适⽤场合及特点？答：分为并⾏传输和串⾏传输⽅式。
并⾏传输⼀般⽤于设备之间的近距离通信，如计算机和打印机之间的数据传输。
串⾏传输使⽤与远距离数据的传输。
1-10 通信系统的主要性能指标是什么？—答：有效性和可靠性。
1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？答：有效性：传输速率，频带利⽤率。
樊昌信《通信原理》(第7版)课后习题(新型数字带通调制技术)【圣才出品】
第8章新型数字带通调制技术思考题8-1 何谓MSK？其中文全称是什么？MSK信号对每个码元持续时间T B内包含的载波周期数有何约束？答：（1）MSK信号是指一种相位连续、包络恒定并且占用带宽最小的二进制正交2FSK 信号。
（2）其中文全称是最小频移键控。
（3）MSK信号每个码元持续时间T B内包含的波形周期数必须是1/4载波周期数的整数倍。
8-2 试述MSK信号的6个特点？答：MSK信号的6个特点：（1）其频率间隔为2FSK信号的最小频率间隔；（2）其每个码元持续时间T B内包含的波形周期数必须是1/4载波周期数的整数倍；（3）附加相位在码元间是连续的；（4）包络是正弦形；（5）正交的两路码元是偏置的；（6）对相邻频道干扰小。
8-3 何谓GMSK？其中文全称是什么？GMSK信号有何优缺点？答：（1）在进行MSK调制前将矩形信号脉冲先通过一个高斯型的低通滤波器。
这样的体制称为GMSK。
（2）其中文全称是高斯最小频移键控。
（3）GMSK信号的优缺点：①优点：进一步减小了对邻道的干扰。
②缺点：有码间串扰。
8-4 何谓OFDM？其中文全称是什么？OFDM信号的主要优点是什么？答：（1）OFDM是指一类多载波并行调制的体制。
（2）其中文全称是正交频分复用（3）OFDM信号的主要优点：①各路已调信号是严格正交的，接收端能完全地分离各路信号。
②能够充分利用频带。
③每路子载波的调制制度可以不同，根据各个子载波处信道特性的优劣不同采用不同的体制，并且可以自适应地改变调制体制以适应信道特性的变化。
8-5 在OFDM信号中，对各路子载频的间隔有何要求？答：在OFDM信号中，为了使各路子载波信号相互正交，要求各路子载频间隔大于或等于1/T B，T B为码元持续时间。
8-6 OFDM体制和串行单载波体制相比，其频带利用率可以提高多少？答：设一OFDM系统中共有N路子载波，子信道码元持续时间为T B，每路子载波均采用M进制的调制，则它占用的频带宽度为频带利用率为单位带宽传输的比特率若用单个载波的M进制码元传输，为得到相同的传输速率，则码元持续时间应缩短为T B／N，而占用带宽等于2N／T B，故频带利用率为因此并行的OFDM体制和串行的单载波体制相比，频带利用率大约可以增至2倍。
通讯原理第8章-新型数字调制全章课件
——相位不连续引起
已调波的频谱特性与相位路径密切相关！
解决途径：
——改善已调波的相位路径
（恒包络调制技术 的发展思路 ）
——采用相位连续变化的调制方式CPM
——MSK就是一种包络恒定、相位连续、频差最小， 并且严格正交的2FSK（CPFSK）信号。
正交——两个频率的信号不相关，即
cos 2 f1t 和 cos 2 f0t的互相关系数 ρ＝0
cos(1 0 )TB 1
上式才等于零
应当令
(1 0 )TB 2m
即要求
f1 f0 m / TB
∴当取m = 1时，满足正交条件的最小频率间隔：
f1 f0 min 1 / TB
注意：上面讨论中，假设初始相位φ 1和φ 0是任意的，它 在接收端无法预知，因此只能采用非相干接收方法。
对于相干接收，则要求初始相位是确定的，在接收端 是预知的，这时可令φ1 - φ0 = 0。 于是，下式
(t)
cos(ct
ak
2TB
t
k
)
kTB t (k 1)TB
当输入码元“1”时 (ak = +1) ，码元频率 f1= fc + 1/(4TB) 当输入码元“0”时 (ak = - 1) ，码元频率 f0= fc - 1/(4TB)
最小频差: 调制指数:
f f1 f0 1 / 2TB h f 0.5 1/ TB
16QAM信号的解调
——正交相干解调
由于16QAM信号的16个信号点在水平轴和垂直轴上 投影的电平数均有4个（+3、+1、-1、-3），对应低通滤 波器输出的4电平基带信号，因而4电平判决器应有3个判 决电平：+2、0、-2。
通信原理简明教程-第8章现代数字调制技术wfy
式中
ln 2 1 2 B
18
由于h(t)为高斯特性，故称为高斯型滤波器。
第8章 新型数字带通调制技术
GMSK信号的功率谱密度很难分析计算，用计算机
仿真方法得到的结果也示于上图中。仿真时采用 的BTs = 0.3，即滤波器的3 dB带宽B等于码元速 率的0.3倍。在GSM制的蜂窝网中就是采用BTs =
调制指数：
f 0.5 fs
13
m 1 m 1 Ts N T2 N T1 4 4
式中，T2 = 1 / f2；T1 = 1 / f1
上式给出一个码元持续时间Ts内包含的正 弦波周期数。由此式看出，无论两个信号 频率f2和f1等于何值，这两种码元包含的正 弦波数均相差1/2个周期。例如，当N =1， m = 3时，对于比特“1”和“0”，一个码元 持续时间内分别有2个和1.5个正弦波周期。 （见下图）
优点：这种体制中相邻码元间总有相位改变、最大
相移为135°，比QPSK的最大相移小。 可以非 相干解调。
5
5
8.6正交幅度调制（QAM）
正交振幅调制（QAM）是一种幅度和相位联合键控
（APK）的调制方式。它可以提高系统可靠性，且能获 得较高的信息频带利用率，是目前应用较为广泛的一种 数字调制方式。
GMSK信号产生原理框图
17
8.2.6 高斯最小频移键控
此高斯型低通滤波器的频率特性表示式为：
H ( f ) exp[(ln 2 / 2)( f / B) 2 ]
式中，B － 滤波器的3 dB带宽。 将上式作逆傅里叶变换，得到此滤波器的冲激响 2 应h(t)：
h(t )
exp t
通信原理(第七版)思考题及答案
第一章绪论1．以无线广播和电视为例，说明图1-3模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波2．何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的3．何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点：1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。
另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。
4．数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。
通信原理新型数字带通调制技术
第八章 新型数字带通调制技术 (8.1-8.2)
1
主要内容 第8章 新型数字带通调制技术
8.1 正交振幅调制(QAM) 8.2 最小频移键控和高斯最小
频移键控 8.3 正交频分复用
2
8.1 正交振幅调制(QAM)
① 问题旳提出：
A. 多进制相移键控（MPSK）旳频带利用率 高，功率利用率较高；
( 1,-1) ( 3,-1)
-1
-3
(-3,-3) (-1,-3) ( 1,-3) ( 3,-3)
-3
-1
1
I路 3
8
8.1 正交振幅调制(QAM)
B. 复合相移法：它用两路独立旳QPSK信号叠加， 形成16QAM信号。
9
8.1 正交振幅调制(QAM)
⑧ 16QAM信号和16PSK信号旳性能比较：
20
8.2 最小频移键控和高斯最小频移键控
④ 因为1和0是任意常数，故必须同步有
sin(1 0 )Ts 0 cos(1 0 )Ts 1
(1 0 )Ts 2m f1 f0 m / Ts
⑤ 当m = 1时是最小频率间隔，最小频率间隔等于 1/Ts。
21
8.2 最小频移键控和高斯最小频移键控
13
8.1 正交振幅调制(QAM)
实例：一种用于调制解调器旳传播速率为 9600 b/s旳16QAM方案，其载频为1650 Hz，滤波器带宽为2400 Hz，滚降系数为 10％。
A
1011 1001 1110 1111
2400
1010 1000 1100 1101 0001 0000 0100 0110
⑥ 对于相干解调，则要求初始相位是拟定旳，在接
受端是预知旳，这时能够令1 - 0 = 0。
《通信原理》——数字调制信号PPT课件
❖ 8.1.2 2ASK信号的调制 ❖ 直接调制法和键控法
二进制幅度键控波形示意图
2021/3/9
授课：XXX
2
8.1.3 2ASK的频谱分析
2021/3/9
授课：XXX
3
2021/3/9
授课：XXX
4
方波二进制信号的2ASK功率密度
8.1.4 2ASK的解调
12
8.4 二进制数字调制信号的抗噪声性能
8.4.1 2ASK相干解调抗噪声性能
2ASK相干解调抗噪声模型
2021/3/9
授课：XXX
13
2ASK相干解调的概率密度函数
2021/3/9
授课：XXX
14
8.4.2 2ASK非相干解调的误比特率
2ＡＳＫ非相干解调抗噪声模型
2021/3/9
授课：XXX
2021/3/9
授课：XXX
9
2FSK信号非相干解调模型
8.3 二进制相移键控和二进制差分相移键控
8.3.1 二进制相移键控的时域和频域特点
如图所示为2PSK的时域波形图。
2021/3/9
授课：XXX
10
2PSK的功率谱图
8.3.2 二进制相移键控的调制和解调
❖ 直接调制法：用双极性码乘以载波。 ❖ 键控法：用f(t)控制双向开关。
❖ 分为相干解调和非相干解调 ❖ 二者均需要进行采样和判决
2021/3/9
2ASK信号的授包课络：检XX波X 解调模型
5
8.2 二进制频移键控（2FSK）
8.2.1 二进制频移键控的概念
❖ 用二进制基带信号去调制载波信号的频率，产生2FSK信号。 ❖ 已调制信号用两个不同频率对应码元0和1。 ❖ 离散相位的2FSK（DP-FSK）和连续相位的FSk（CP-FSK）。 ❖ 2FSK信号可以看作两个2ASK的叠加。
新通信原理第8章第20讲
i 1,216
M＝256 M＝128 M＝64 M＝32 M＝16 M＝4
图 MQAM信号的星座图
–16QAM信号 • 产生方法 –正交调幅法：用两路独立的正交4ASK信号叠加， 形成16QAM信号，如下图所示。
AM
–复合相移法：它用两路独立的QPSK信号叠加，形成 16QAM信号，如下图所示。
n s c n
n
)
s MQAM (t ) [ An g (t nTs ) cos n ] cos wc t [ An g (t nTs ) sin n ] sin wc t
n n
令：
X n An cos n
Yn An sin n
n
sMQAM (t ) [ X n g (t nTs )]coswc t [Yn g (t nTs )]sin wc t
(二)
MSK调制解调原理
a k t k 2Ts
sMSK (t ) cos[wc t k (t )] cos k (t ) coswc t sin k sin wc t
因为: k (t )
k 0或
模2
sMSK (t ) cos k cos
I k (t ) cos
MQAM如同MPSK一样,也可以用正交调制的方法产生 :
2到 L 电平变换 Am 预调制 LPF cos t 串 / 并变换 sin t 2到 L 电平变换 Bm 预调制 LPF
∑
已调信号输出 y(t)
Rb / 2
Rb Rb 1 log2 L 2 log2 M log2 M
20log1.62=4.19db
结论：在平均功率相等的条件下，16QAM的相邻信号距离 超过16PSK约4.19db
通信原理简答题答案1（个人整理）
通信原理简答题答案1（个人整理）通信原理第六版课后思考题第1章绪论1、何谓数字信号何谓模拟信号两者的根本区别是什么答：数字信号：电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号：电信号的参量取值连续；两者的根本区别在于电信号的参量取值是有限个值还是连续的。
2、画出模拟通信系统的一般模型。
3、何谓数字通信数字通信有哪些优缺点答：数字通信即通过数字信号传输的通信，相对模拟通信，有以下特点：1）传输的信号是离散式的或数字的；2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应；3）抗干扰能力强，因为信号可以再生，从而消除噪声积累；4）传输差错可以控制；5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；6）便于加密，可靠性高；7）便于实现各种信息的综合传输3、画出数字通信系统的一般模型。
答：4、按调制方式，通信系统如何分类答：分为基带传输和频带传输5、按传输信号的特征，通信系统如何分类答：按信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以分为模拟通信系统和数字通信系统6、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类答：频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（CDM）7、通信系统的主要性能指标是什么第3章随机过程1、随机过程的数字特征主要有哪些它们分别表征随机过程的哪些特征答：均值：表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。
方差：表示随机过程在时刻t相对于均值a(t)的偏离程度。
相关函数：表示随机过程在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。
2、何谓严平稳何谓广义平稳它们之间的关系如何答：严平稳：随机过程(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关。
广义平稳：1）均值与t无关，为常数a。
2）自相关函数只与时间间隔=-有关。
严平稳随机过程一定是广义平稳的，反之则不一定成立。
4、平稳过程的自相关函数有哪些性质它与功率谱的关系如何答：自相关函数性质：(1)R(0)=E[]——的平均功率。
(2)R()=R(-)——的偶函数。
(3)——R()的上界。
通信原理(第七版)思考题及答案
第一章绪论1．以无线广播和电视为例，说明图1-3模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波2．何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的3．何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。
另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。
4．数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。
樊昌信《通信原理》(第7版)章节题库(新型数字带通调制技术)【圣才出品】
第8章 新型数字带通调制技术一、填空题1．64QAM 信号可由两路载波正交的 进制ASK 信号叠加而成。
【答案】八【解析】64QAM 信号的构成方法之一便是可由两路载波正交的八进制ASK 信号叠加而成。
2．MSK 与2PSK 相比， 的旁瓣更小， 的主瓣带宽较窄。
【答案】MSK ，MSK【解析】在给定信道带宽的条件下，与2PSK 信号相比，MSK 信号的主瓣带宽较窄，功率谱密度更为集中，其旁瓣下降得更快。
3．若信息速率为R b ，则2DPSK 、MSK 、QPSK 、16QAM 信号的谱零点带宽分别为 、 、 、 Hz 。
【答案】2b R 、1.5b R 、b R 、0.5b R【解析】按主瓣带宽计算：222DPSK B b B R R ==，0.752 1.5MSK b B B R T =?，222log b QPSK B b R B R R M ===，162212log 162b QAM B b R B R R ===。
4．设子信道码元持续时间为T B，则OFDM中各相邻子载波的频率间隔为Hz；频带利用率为b／（s·Hz）。
【答案】【解析】设在OFDM系统中共有N路子载波，子信道码元持续时间为T B。
则各相邻子载波的频率间隔等于最小容许间隔Δf＝1／T B（Hz）；每路子载波均采用M进制的调制，则它占用的频带宽度为频带利用率为5．当信息速率相同时，MSK信号的带宽______2PSK信号的带宽，MSK信号的相位______。
【答案】小于；连续【解析】当信息速率相同时，MSK信号的带宽为B MSK＝1.5R b，2PSK信号的带宽为B2PSK＝2R b，故MSK信号的带宽小于2PSK信号的带宽；MSK信号的相位在码元转换时刻是连续的。
6．设信源发送的二进制符号序列为0111001，每个符号时间宽度为T，试画出MSK 信号附加相位轨迹图（设初相位为0）______。
【答案】【解析】MSK 信号的相位在码元转换时刻是连续的，在一个码元周期内，附加相位线性变化±π/2。
第八章__现代数字调制技术
对于M=16的16QAM来说，有多种分布形式 的信号星座图。 两种具有代表意义的信号星座图 如图8-10所示。在图8-10（a）中， 信号点的 分布成方型，故称为矩形16QAM星座，也称为 标准型16QAM。在图8-10（b）中，信号点的 分布成星型，故称为星型16QAM星座。
图8-10 16QAM的星座图
信号对两个相互正交的同频载波进行抑制 载波的双边带调制，利用已调信号在同一 带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的 数字信息传输。
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一、时域表示
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二、矢量图
如果 QAM 信号的在信号空间中的坐标点数目（状态数） M 4 ，记
为 4QAM，它的同相和正交支路都采用二进制信号；如果同相和正交支路 都采用四进制信号将得到 16QAM 信号。以此类推，如果两条支路都采用 L
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8.6正交幅度调制（QAM） 正交振幅调制（QAM）是一种幅度和相
位联合键控（APK）的调制方式。它可以 提高系统可靠性，且能获得较高的信息频 带利用率，是目前应用较为广泛的一种数 字调制方式。
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8.6.1正交振幅调制的信号表示 正交振幅调制是用两路独立的基带数字
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8.3 π/4四相相移键控
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图8-3 π/4 -QPSK信号的星座图
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8.4 最小频移键控（MSK）
《通信原理课件》
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8.4.1 MSK信号的正交性
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8.4.2 MSK信号的相位连续性
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16QAM信号的产生
在 QAM 中，载波 的振幅和相位同时受基带信号控制，因此，
它的一个码元可表示为：
ek (t ) Ak cos(ct k )
展开为：
kTB t (k 1)TB
ek (t ) X k cos ct Yk sin ct
图 7-37
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MSK 信号时间波形
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（3）MSK信号附加相位路径图：
图 7-37
MSK 信号时间波形
图 7-38 MSK 信号附加相位路径 可见：在码元转换时刻， MSK 信号的相位是连续的。
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4 MSK信号的正交表示法
k 0 或 ,
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(mod2 )
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MSK信号的相位路径:
ek (t ) cos(ct ak t k ) 2TB kTB t (k 1)TB
第k个码元的附加相位：
ak k (t ) t k 2TB
上式积分结果为
sin[(1 0 )TB 1 0 ] sin[(1 0 )TB 1 0 ] 1 0 1 0 sin(1 0 ) sin(1 0 ) 0 (1 0 ) (1 0 )
若设1+0 >> 1，则上式左端第1和3项0，故有
西安电QPSK信号就是一种最简单的QAM信号
M=64、256时，QAM信号的星座图：
星座图
星座图
注： QAM星座图除方型结构外，还有星型或其他结构
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星座结构影响系统性能！
星座结构
设计准则
噪声容限大
式中：
Xk = Akcosk，Yk = -Aksink
Ak、k、 Xk和Yk分别可以取多个离散值
表明：
M
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AM
L M
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复合相移法： 用两路独立的QPSK信号叠加，即可形成
欲满足正交条件，则要求互相关系数
[cos(1t 1 ) cos(0t 0 )]dt 0
0
TB
即要求
1 TB {cos[(1 0 )t 1 0 ] cos[(1 0 )t 1 0 ]}dt 0 0 2
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图 7-38 MSK 信号附加相位路径 可见： 在码元转换时刻，MSK信号的附加相位是连续的！
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附加相位k(t)的全部可能路径：
k(t)
上例 0 0 1 0 1 1 0 1
0 TB 3TB 5TB 7TB 9TB 11TB
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本章内容:
正交振幅调制 （QAM） 最小移频键控（MSK）
第8章 新型数字调制
高斯最小移频键控（GMSK）
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§8.1
正交振幅调制 （QAM）
（Quadrature Amplitude Modulation，QAM） 一种振幅和相位联合键控的数字调制技术
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16QAM信号。
AM
大圆上的4个红点表示 第一个QPSK信号矢量的 位置。 在这4个位置上可以叠 加上第二个QPSK矢量， 后者的位置用虚线小圆 上的4个小黑点表示。
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AM
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16QAM信号的解调
——正交相干解调
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f h fB
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§8.2.1 正交2FSK信号的最小频率间隔
设 2FSK信号码元的表示式为
A cos(1t 1 ) e(t ) A cos(0t 0 )
发送“1”时 发送“0”时
斜率
任一TB内
kTB t (k 1)TB
直线方程
截距
若ak =+1，则 k(t) 线性增加 /2
若ak = -1，则k(t) 线性减小 /2
下图
t：0-TB
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附加相位k(t)的路径示例：
0 -1 0 -1 1 +1 0 -1 1 +1 1 +1 0 -1 1 +1
可改写为
cos(2f1t k ), ek (t ) cos(2f 0t k ),
f1 f c 1 /(4TB ) f 0 f c 1 /(4TB )
当ak 1 当ak 1
式中
MSK信号应满足正交条件：
[cos(2f1t k ) cos(2f 0t k )]dt 0
cos(1 0 )sin(1 0 )TB sin(1 0 )[cos(1 0 )TB 1] 0
可化简为 即仅要求
sin(1 0 )TB 0
f1 f 0 n / 2TB
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§8.2.2 MSK信号的基本原理
k(t)
0
TB
3TB
5TB
7TB
9TB
11TB
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例
解
（1）设“0”对应 f0 ，“1” 对应
f0 fc
f1，则有
1 1 200 2 400 2100Hz 4T TsB 4 4
1 1 200 f1 f c 2 400 2 700Hz 4TsB 4
sin(1 0 )TB 0
cos(1 0 )TB 1
考虑两个等式成立，应当令
(1 0 )TB 2m
即要求
f1 f 0 m / TB
注意： 上面讨论中，假设初始相位1和0是任意的，它在 接收端无法预知，因此只能采用非相干接收方法。
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16PSK信号:平均功率=最大功率 16QAM信号:等概，最大功率/平均功率=1.8，即2.55 dB。
比较：
噪声容限越大，抗噪声性能就越强。
d1 d 2
d1超过d2约1.57 dB（最大功率(振幅)相等条件下）
d1超过d2约4.12 dB（平均功率相等条件下）
16QAM是最具有代表性的MQAM信号
0
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TB
[cos(2f1t k ) cos(2f 0t k )]dt 0
0
TB
由此正交条件推出
nTc 或 TB 4
还可写成
N ― 正整数
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f1 f c 1 /(4TB ) f 0 f c 1 /(4TB )
cos(1 0 ) sin(1 0 )TB sin(1 0 )[cos( 1 0 )TB 1] 0
由于1和0是任意常数，故必须同时有
sin(1 0 )TB 0
cos(1 0 )TB 1
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需求背景
观察MPSK的星座图：
问题引出
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解决途径
容易想到的一种办法：
-----往往会受发射功率的限制。
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设计思想
(星座结构)
可行性方案：
振幅 和 相位 联合键控的调制方式。
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并有
T1 = 1 / f1 T0 = 1 / f0
含义：一个码元时间TB内包含的正弦波周期数。
两种码元包含的正弦波数均相差1/2个周期。
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例如
当 N =1，m = 3 时 “1”的一个码元内有 2 个正弦波周期。 “0”的一个码元内有1.5个正弦波周期。
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举例 对比
最大振幅同为AM
最小 距离
最小 距离
16QAM信号
16PSK信号
2 AM d1 0.47 AM 3
d 2 2 AM sin 0.39 AM 16
——此最小距离代表噪声容限的大小。
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节省功率
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(0,4.61) 垂直4ASK星座 (0,2.61) (-3,3) abcd (-3,1) (-2.61,0) (2.61,0) (4.61,0) (3,1) (3,3)
（-4.61,0)
(-1,-1) (0,-2.61) (-3,-3)
(-1,1)
1 MSK信号的频率间隔
MSK信号第k个码元表示： 这里TB=Tb
c -载频； TB -码元宽度；