通信原理多进制数字调制系统方案

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樊昌信通信原理第7章数字调制(7版)

1
式中，n1c(t) 和 n2c(t) 均为低通型高斯噪声，( 0，
n
2
)
判决规则
x1 > x2 时，判为“1” x1 x2 时，判为“0”
x1 (t )
定时脉冲抽样判决器输出
Pe

发 “1” 错判为“0”的概率为
x2 ( t )
P(0 /1) P( x1 x2 ) P( x1 - x2 0)
带通滤波器
1
相乘器
低通滤波器定时脉冲低通滤波器
x1 (t )
抽样判决器输出
发送端
信道
yi ( t )
带通滤波器
y1 (t )
2 cos 1t
相乘器
sT (t ) ni (t )
Pe
2
x2 ( t )
y2 (t )
2 cos 2t
发“1”时：
y1 (t ) a cos 1t n1 (t )
b0 =b / n 归一化门限值发“0”错判为“1”的概率为
P (1 / 0) P (V b) f 0 (V )dV
b

b
2 2 V V 2 / 2 n2 b2 / 2 n b0 /2 e dV e e n2

系统的总误码率为
Pe P (1) P (0 / 1) P (0) P (1 / 0)
K
a = kA
发“1”时发“0”时
ni (t )
a cos c t ni (t ) yi (t ) ni (t ) 0
a cos c t n(t ) y (t ) n(t ) 0
发“1”时发“0”时

通信系统中的数字信号调制原理

通信系统中的数字信号调制原理在通信系统中，数字信号调制是非常重要的一个环节。

数字信号调制的原理是将数字信号转换为模拟信号，以便在信道传输过程中能够准确传输和恢复原始信息。

下面我将详细介绍数字信号调制的原理。

数字信号调制的主要目的是将数字信号转换为模拟信号，以便在信道传输过程中可以准确传输信息。

这样一方面可以减小传输的带宽，另一方面也可以提高信号的传输质量和抗干扰能力。

数字信号调制主要有两种方式：ASK（Amplitude Shift Keying）和FSK（Frequency Shift Keying）。

对于ASK调制，其原理是通过改变信号的振幅来表示不同的数字信号。

具体实现方法是，在一个固定频率的载波信号上，当需要传输高电平（1）时，将振幅调制成一定水平；当需要传输低电平（0）时，将振幅调制成另一个水平。

这样，接收端可以通过测量信号的振幅来还原原始的数字信号。

而对于FSK调制，其原理是通过改变信号的频率来表示不同的数字信号。

具体实现方法是，在一个固定振幅的载波信号上，当需要传输高电平（1）时，将频率调制成一定值；当需要传输低电平（0）时，将频率调制成另一个值。

接收端则可以通过测量信号的频率来还原原始的数字信号。

值得注意的是，数字信号调制的过程中会引入一定的量化误差和噪声干扰，因此在设计通信系统时需要考虑到这些因素。

此外，不同的数字信号调制方式在传输效率、带宽利用率、抗干扰能力等方面可能有所不同，需要根据具体的应用场景进行选择。

总的来说，数字信号调制在通信系统中起着至关重要的作用。

掌握数字信号调制的原理和实现方法，可以帮助我们设计出更高效、更可靠的通信系统，从而更好地满足人们对信息传输的需求。

希望以上内容对您有所帮助。

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。

多进制数字调制系统PPT课件(通信原理)

若各信号状态出现的概率相等,则调制信号的平均发送功率
13
8PSK信号点
14
在L=8 的5种信号星座图可以看出,(4) 是最佳的一种方案
在同样的性能下,即在保证信号状态点之间的最小距离为2 的情况下,(4)方案所用的平均信号功率最小.
15
1
6.4.1 MASK
L电平的调制信号
可看成由时间上不重叠的L个不同振幅值的OOK信号的叠加,因而,其功率谱密度便是这L 个信号的功率谱密度之和,尽管叠加后的谱结构很复杂,但就带宽而言,L电平调制信号的带宽与二电平的相同.
2
A(t)
×
x(t)
A(t)
BPF
× LPF 抽样判决
… 门限电平
每个四进制码元又被称为双比特码元
ab
(A方式) (B方式)
00 10 11 01
0° 90° 180° 270°
225° 315° 45° 135°
8
10
01
11
11
00
参考相位
参考相位
00
10
01
QPSK信号的矢量图
9
a
×
输入
串/并变换
-π/2
b
×
输出
+
调制
×
LPF
抽样判决
a
-π/2
并/串
×
多进制数字调制系统
特点 1. 在相同的码元传输速率下，信息传输速
率比二进制系统高。 Rb=RBN㏒2N b/s 2. 在相同的信息传输速率下，多进制码元
传输速率比二进制低。增大码元宽度，会增加码元的能量，并能减少由于信道特性引起的码间干扰的影响。 3. 在相同的噪声下，多进制数字调制系统的抗噪声性能低于二进制数字调制系统。

通信原理(樊昌信)第7章数字调制

谱零点带宽：
§7.2 二进制数字调制系统抗噪声性能
概述

性能指标：系统的误码率 Pe 分析方法：借用数字基带系统的方法和结论分析条件：恒参信道（传输系数取为 K ）信道噪声是加性高斯白噪声

背景知识：窄带噪声正弦波+窄带噪声
§7.2.1 2ASK系统的抗噪声性能

2ASK---相干解调
基带信号
反相器振荡器2
f2
s (t )
相加器
e2FSK (t )
选通开关
特点：转换速度快、电路简单、产生的波形好、频率稳定度高。
ak a b c s(t ) s(t )
1
0
1
1
0
0
1 t t t
d
t
e
t
f
t
g
2 FS K信号
t
图二进制移频键控信号的时间波形
三、2FSK信号的解调 1、非相干解调，如图（b）； 2、相干解调，如图（a）。 3、过零检测法；
e2 DPSK (t ) 带通
滤波器延迟TB a 相乘器 b c 低通滤波器 d 抽样判决器定时脉冲 e 输出
相乘器起着相位比较的作用
带通滤波器
a
相乘器 b
c
低通滤波器
d
抽样判决器定时脉冲
e
延迟 Ts
参考
(a )
DPSK信号 a b
c d 二进制信息反相 e
0
0
§7.1.1 二进制振幅键控（2ASK）

原理： s(t)载波幅度

表达式：
单极性

波形：
1 0 1 1 0 1 t

通信原理第7章(樊昌信第七版)

整理知识梳理关系剖析难点强化重点
归纳结论引导主线解惑疑点点击考点
曹丽娜
樊昌信
编著
国防工业出版社
谢谢！
3 QPSK 解调

原理：分解为两路2PSK信号的相干解调。
x 带通输入滤波器低通 x1 (t ) 滤波器位定时低通滤波器抽样判决抽样判决
a
并/串变换输出
y (t ) cos c t
sin c t
x 载波恢复
x2 (t )
b

存在问题：存在900的相位模糊（0, 90, 180, 270）解决方案：采用四相相对相位调制，即QDPSK。

QPSK 特点：
01

Q 11
相位跳变：0°,± 90°,± 180° 跳变周期 2Tb 带宽 B=Rb
0
I

误码性能与BPSK相同
00
10
最大相位跳变：180°
发生在0011或0110交替时，
即双比特ab同时跳变时，信号点沿对角线移动。
21

QPSK 缺点：

最大相位跳变180°，使限带的QPSK信号包络起
744多进制差分相移键控mdpsk1基本原理?qdpsk与qpsk的关系如同2dpsk与2psk关系?4dpsk也称qdpsk?qdpsk的矢量图与qpsk的矢量图相似只是参考相位是前一码元的载波相位n??双比特码元ab载波相位naba方式b方式0?111110?10?10?1111109018027022531545135参考相位a?矢量图aba前一码元载波相位t?波形t参考相位atc?cos?也有法正交调相法和相位选择法?仅需在qpsk调制器基础上增添差分编码码变换2qdpsk调制tc?sin2??差分编码将绝对码ab

通信原理期末考试重要知识点2

多进制数字调制系统多进制数字调制具有以下两个特点：（1）在相同的码元传输速率下，多进制数字调制系统的信息传输速率比二进制高。

Rb=RB2 bit/sRb=logN bit/s(2) 在相同的信息传输速率下，多进制数字调制系统的码元传输速率比二进制低，, BN＜B2可增加码元的能量,减小干扰的影响。

1. 多进制数字振幅调制(MASK)(1)多进制数字振幅调制的原理。

——多进制数字振幅调制又称多电平调制。

*MASK表示式: (波形)eASK=bn=P1+P2+……..PM=1(2) 系统的带宽: BASK =(3)单位频带内有超过2bit/s.Hz的信息传输速率。

2. 进制数字频率调制(MFSK)(1)多进制数字频率调制的原理——MFSK调制简称多频制,是二进制数字频率键控方式的直接推广。

(2) 一个多频制系统的组成方框如图:●带通滤波器的中心频率就是多个载频的频率。

●抽样判决器-----在给定时刻上比较各包络。

(3) MFSK系统带宽:BFSK=|fM-fl|+ΔfΔf单个码元宽度。

3. 多进制数字相位调制(MPSK)(1) 多进制数字相位调制的原理——多进制数字相位调制又称多相制。

*利用载波的多种不同相位(或相位差)表征数字信息的调制方式。

也可分为绝对移相(MPSK)和相对(差分)移相(MDPSK)两种。

*多进制相位调制: M=2k K位码元。

一个相位表示K位二进码元.*以四相制为例(2) QPSK(QDPSK)信号调制的原理(A)QPSK:定义:用载波的四种不同相位来表征数列中的信息。

两个信息比特与载波相位关系如下,分为A方式, B方式。

(B) QDSK:定义:利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息。

以前一码元相位作为参考,并令Δ为本码元与前一码元的初相差。

信息比特与载波相位变化Δ的关系如上所示,分为A方式, B方式。

M进制用M种不同相位来表征。

多进制数字调相系统分析与设计方法的探讨

８ＳＰＫ信号矢量图如图１所示。
／
进制码１ＰＫ信号调制器的设计方法。Ｓ６
‘
｜
ｒ）
０
曩
．
／
，
／１
，！（］
１ＰＫ系统调制器的逻辑设计８Ｓ
ＭＰＫ信号的特点是在单位圆周上均匀地分Ｓ
布着Ｍ（一２，—ｌ２ …）矢量端点，Ｍｎ，，个／４体
ｌｔｏｆ８Ｓｓｓｅｎｐｃｆｃｄｓｇｒｃｓｏｙｌｏｅ１ＰＳｓｓｅｍｏｕａｏｒｉｅ．ＴｈｓａｉｎｏＰＫｙｔｍｓａｄｓｅｉｉｅｉｎｐｏｅｓｆｒｃｃｅｃｄ６ＫｙｔｍｄｌｔｒａｅｇｖｎｉｍｅｈｄｃｎｂｐｌｄｔｈｏｉａｅｉｎｏｅｅａＰＫｙｔｍｓｔｏａｅａｐｉｏｔｅｌｇｃｌｄｓｇｆｇｎｒｌＭＳｓｓｅ．ｅＫｅｗｏｄ：ＰＫ；ｉｉｌｍｏｕａｉｎ；ｉｉａｅｄｌｔｎｌｇｃｌｄｓｎｙｒｓＭＳｄｇｔｄｌｔａｏｄｇｔｌｍｏｕａｉ；ｏｉａｅｉｄｏｇ
谢十方法可应用于一般ＭＰＫ系统的逻辑设计Ｓ
关■词
ＭＳ数字滑制ＦＫ
数字解调
逻辑设计
ＤｉｃｓｉｎｏｈｅｈｄｆＡｎｌｓｓａｄＤｅｉｎＭＰＳＳｓｅｓｕｓｏｎｔｅＭｔｏｓｏａｙｉｎｓｇＫｙｔｍｓ
视
维普资讯
３０
电气电子教学学丰睦
２００２年４月

通信原理新型数字带通调制技术

通信原理
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。

通信原理课(第十章)数字调制

Tb 8
1 8
(a)
(b)
分析： (1) 相位不连续 2FSK信号的功率谱与 2ASK信号的功率谱相似，同样由离散谱和连续谱两部分组成。其中，连续谱与 2ASK信
号的相同，而离散谱是位于±f1 、±f2 处的两对冲击，这表
明 2FSK信号中含有载波f1 、f2的分量。 (2) 若仅计算2FSK信号功率谱第一个零点之间的频率间隔，则该2FSK信号的频带宽度为
10.1.1 二进制振幅键控（2ASK）
振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的概率为P，发送1符号的概率为1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表示为
Sook (t ) an * A cos ct
带通滤波器
相乘器 cos ct (b)
低通滤波器
抽样判决器定时脉冲
输出
图 10–5 二进制振幅键控信号解调器原理框图
（a）包络检波；（b）相干解调
1
1
0
0
1
0
0
0
1
0
1
a
b
c
d
图 10 -52ASK信号非相干解调过程的时间波形（2）
功率谱分析：（1） 2ASK信号的功率谱密度Pe(f)由连续谱和离散谱两部分组成。其由相应的单极性数字基带信号功率谱密度 Ps(f)形状不变地平移至±fc处形成的。（2）2ASK信号的带宽B2ASK是单极性数字基带信号Bg的两倍。
当数字基带信号的基本脉冲是矩形不归零脉冲时，Bg=1/Tb。
于是 2ASK信号的带宽为
B2 ASK 2 Bg 2 2 fb Tb

[课件]通信原理第8章新型数字带通调制技术PPT

通信原理第8章新型数字带通调制技术
8.1 正交振幅调制(QAM)
在系统宽带一定的条件下，多进制调制的信息传
输速率比二进制高，理想情况下，MPSK系统的频带
利用率为：
1 l o g 2M r T 1 b s l o g b i t/s/H z 2M 2 B 2 T s 但这是以牺牲误码率为代价的。
16QAM 16QAK 4ASK 4ASK 16PSK
16PSK 8ASK
8ASK
5、16QAM信号
（1）产生方法 a、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
cosωct 信道：4ASK －sinωct 信道：4ASK
编码：用格雷码
00 10 11 1000 1100 0100 0000 01 1001 1101 0101 0001 11 10
R 2 b 2 R 2 带宽： B B T l o g s 2M
fc
fc
1 Ts
m ' () t Q Nhomakorabea（1） mI(t)、 mQ(t)——两路独立的带宽受限的基带信号； cosωct、－sinωct——两个正交的载波；（2）已调信号
e ( t ) m ( t ) c o s t m ( t ) s i n t o I c Q c

3、矢量图/星座图有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM，它的矢量图示于下图中：
号的噪声容限大4.12 dB。
5、16QAM方案的改进 QAM的星座形状并不是正方形最好，还可以是圆形、三角形、矩形和六角形，以边界越接近圆形越好。
6、MQAM的功率谱功率谱

多进制数字调制(二)

时，频带利用率为
1
1
log2
M (b
/
s
/
Hz)
两种形状MQAM 的比较
• 方型与星型MQAM
(－ 3 ,3 ) (－ 3 ,1 )
(3 ,3 ) (3 ,1 )
(－ 3 ,－ 3 )
(－ 1 ,－ 1 ) (－ 1 ,1 )
(3 ,－ 3 )
(a)
(0 ,4 .6 1)
(0 ,2 .6 1)
恒定包络调制
• 如果每个符号包络是矩形的，则已调信号包络是恒
Àí Ïë µÄ QPSKÐÅ ºÅ
定的，但此时已调信号频
t
谱→∞。
– 实际信道是限带的，限带后如
QPSK信号已不能保持恒包络。 – 相邻符号间发生180º相移时，经
ÂË ²¨ºó µÄ QPSKÐÅ ºÅ
限带后会出现包络为0的现象
t
• 经非线性放大后，包络中的起伏
n
MAPK信号可以看作两个正交调制
信号之和
－[ An g(t-nTS ) sinn ]sinCt
n
sAPK [ X ng(t nTS )]cosC t
n
－[ Yn g(t nTS )]sinCt
n
正交振幅调制 QAM
• 正交振幅调制QAM原理
– 用两个独立的基带波形对两个互相正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制(DSB-SC)，利用这
y
16PSK
x
16QAM
y x
16PSK
QAM：正交幅度调制 APK：幅度相位联合键控
16QAM
y
16APK
x
16APK
振幅相位联合调制系统

第17讲多进制数字调制原理

相加电路
s(t)
b
相乘电路
图7-37 第一种QPSK信号产生方法
通信原理
第6章数字带通传输系统
码元串并变换： 0
0 1
1 2 3 4 (a) 输入基带码元
2 4 (b) 并行支路a码元
5
t t t
3 5 (c) 并行支路b码元图7-38 码元串/并变换
通信原理
第6章数字带通传输系统
矢量图：
f1 00
f2 01
f3 10
f4 11
(b) 4FSK信号的取值
通信原理
第6章数字带通传输系统
• MFSK信号的带宽： B = fM - f1 + f 式中， f1 －最低载频 fM －最高载频 f －单个码元的带宽
通信原理
第6章数字带通传输系统
• MFSK非相干解调器的原理方框图：
通信原理
第6章数字带通传输系统
– 正交相移键控（QPSK） • 4PSK常称为正交相移键控（QPSK） • 格雷（Gray）码 – 4PSK信号每个码元含有2 比特的信息，现用ab代表这两个比特。 – 两个比特有4种组合，即00、01、10和11。它们和相位k之间的关系通常都按格雷码的规律安排，如下表所示。 QPSK信号的编码： a 0 0 1 1 b 0 1 1 0
01 10 11 11
10
01 00 00
10 t
0
(c) 基带多电平双极性不归零信号
11 01 00 00 11
01
10
10
10
0
t
(d) 抑制载波MASK信号
通信原理
第6章数字带通传输系统
6.5.2 多进制频移键控（MFSK）

通信原理多进制数字调制系统方案

优点
多进制数字调制系统具有较高的频谱效率和抗噪声性能，能够更好地适应复杂信道环境和高数据速率传输需求。
缺点
多进制数字调制系统的实现复杂度高于二进制数字调制系统，对硬件设备的要求较高，同时可能存在一定的误码率。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
实施步骤与计划
03
相对于传统的二进制数字调制系统，多进制数字调制系统具有
更高的频谱利用率和更好的抗干扰性能。
目的和意义
目的
研究多进制数字调制系统的原理、性能和实现方法，以提高通信系统的性能和效率。
意义
多进制数字调制系统的研究对于推动通信技术的发展、提高通信系统的传输速率和信号质量、降低通信成本等方面具有重要的意义。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
多进制数字调制系统基础
调制的基本概念
调制是将低频信号转换为高频信号的过程，以便传输信号。
调制的主要目的是提高信号的抗干扰能力和传输效率。
调制有多种方式，包括调频、调相和调幅等。
多进制数字调制的原理
01
多进制数字调制是将数字信号转换为模拟信号的过程。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
03
多进制数字调制系统的方案设计
方案一：QPSK调制系统
总结词
QPSK是一种四相相位偏移键控调制方式，具有较高的频谱利用率和抗干扰能力。
详细描述
QPSK通过将输入比特流分为两组，每组分别进行相移键控调制，最终实现四相位调制。在解调端，通过测量相位信息进行解调。QPSK广泛应用于数字通信系统，如GSM和CDMA等。

通信原理课件——数字调制系统

② 2DPSK信号的解调
——
极性比较—码变换法即是2PSK解调加差分译码，其方框图如（a）原理：2DPSK解调器将输入的2DPSK信号还原成相对码{bn}，再由差分译码器把相对码转换成绝对码，输出{an}，从而恢复发送的信息。在次过程中，若相干
载波产生1800模糊，会发生“反向工作”现象。但是经过码反变换器后，输出的绝对码不会发生任何倒置现象。
根据题中已知条件，码元传输速率为1000B，“1”码元的载波频率为3000Hz，“0”码元的载波频率为2000Hz。因此，在2FSK信号的时间波形中，每个“1”码元时间内共有3个周期的载波，每个“0”码元时间内共有两个周期的载波。
数字基带信号s(t)和2FSK信号的时间波形如图：
（2）2FSK信号是一种非线性调制信号，其功率谱结构可以近似看成是两个2ASK信号频谱的叠加。
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。
（3） 2PSK和2DPSK信号的解调 ① 2PSK信号的解调
——
2PSK信号的解调只能采用相干解调的方法，其方框图及波形如图所示。
2. 二进制频移键控（2FSK）
数字频率调制又称频移键控，记作FSK（Frequency Shift Keying），二进制频移键控记作2FSK。
（1） 2FSK信号的调制方法：
前面已提到，2FSK信号可以采用模拟调频法和数字键控法来产生。
模拟调频法：用数字基带矩形脉冲控制一个振荡器的某些参数（例如电
3. 二进制相移键控及二进制差分相位键控

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5.5.1 多进制振幅键控
一、MASK的波形
11
11
10
10
10
01
01
0
00
00
11 01
11
10
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10 00
11 00
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0 01
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00
11 01
01 10 0
11
00
01
10
00 11 10
11 01
•定义：M进制幅度键 t 控（MASK）是使用M
发送M个电平的可能性相同
Pe
(
M M
1)erf
c
M
3r 2
1
r=Eav/n0为信噪比
10-2 10-3 10-4 10-5 10-6
0
M=2
M=4
M=16 M=8
5 10 15 20 25 30 r/dB
结论
在相同信噪比条件下，进制数越大，误码率也越大; 为得到相同的误码率，多电平调制需要比二进制更高的信噪比；
5.5.2 多进制频移键控
一、信号数学表达式
si
(t)
a
cos
2
fct
i
Ts
t
fc=nc/(2Ts)， nc是某个固定的整数
Ts是符号间隔
假设
M个频移键控信号具有相同的能量、先验等概；信号间彼此正交，信号之间的频率间隔为1/(2Ts)Hz
Ts
0
si
(t)s
j
(t)dt
E0i
i j i j
AM ,
发送概率为P1 发送概率为P2
发送概率为PM
M
Pi 1
i 1
5.5.1 多进制振幅键控
三、MASK的能量与抗噪声性能间的关系
在一个码元间隔内 t(0,Tb]，只能发射某一特定幅度的信号
si (t) Aig(t)cos2 fct
Ai表示与M=2k个可能的k个比特码元对应的 M个可能的离散幅值
多电平调制尽管提高了频带利用率，但抗噪声性能却下降了，尤其抗衰落的能力不强，因而它一般只适宜在恒参信道中采用。
5.5 多进制数字调制系统
5.5.1 多进制振幅键控（MASK） 5.5.2 多进制频移键控（MFSK） 5.5.3 多进制相移键控（MPSK） 5.5.4 多进制差分相移键控（MDPSK） 5.5.5 振幅相位联合键控系统（APK）
s(t)
r(t)
n(t)
s1 (t ) sM (t)
Tb ( )dt 0
Tb ( )dt 0
r1
选择最
rM 大
者
相关接收
ak'
Pe 1
1
e dx
y2
E
n0
1
2
x2 2
M 1
2
1
y2
e 2 dy
2
码元信噪比 E kEb n0 n0
Eb 比特信噪比 n0
5.5.1 多进制振幅键控
研究对象：多进制数字调制系统研究目的：在信道频带受限时多进制数字调制是如
何增加信息的传输速率（即比特率），提高系统的频带利用率从而提高数字传输系统有效性，或者通过牺牲频带资源从而提高系统可靠性的。研究方法：原理及抗噪声性能结论
5.5 多进制数字调制系统
定义：在码元间隔0≤t≤TS内，可能发送的码元有 M种：si(t)，i=1，2，，M。实际应用中，通常取M=2k（k>1为整数）。
2
6
M＝2
E
1 4
h2Eg
M＝4
E
7 4
h2Eg
h' 7h
结论
➢ 在相邻幅值间距相等的情况下，平均能量随进制数的增加而增加
➢ 在平均能量相等的情况下，进制数越大，则相邻幅值的间距越小
➢ 因此在相同信噪比条件下，进制数越大，误码率也越大
MASK与2ASK比较
平均功率相同
11
01
00 10 01
如果相邻幅值之间的差值为h Ai ih i 0,1,..., M -1
单个码元内信号的能量
Ei
Ts 0
si2 (t)dt
1 2
Ai2
Ts 0
g 2 (t)dt
1 2
Ai2 Eg
MASK信号的平均能量
E
1 2
h2
2M
2
3M 6
1
Eg
认为g(t)具有单位能量
5.5.1 多进制振幅键控
E 1 h2 2M 2 3M 1
5.5.2 多进制频移键控
二、信号带宽
B
fM
f1
2 Ts
三、抗噪声性能
非相干解调相干解调
Pe
M 2
1
e
r 2
r=E/n0为平均接收信号的信噪比
Pe
M 1 2
erfc
r 2
5.5.2 多进制频移键控
MFSK相干解调性能
Pe
M 1 2
erfc
r 2
5.5.2 多进制频移键控
进制振幅调制信号叠加。
11 10
11
11
10
10
• 在符号速率（码元速率）相 01
01
00
00
01
0
等的情况下
t
BMASK＝ B2ASK
11
11
11
10
10
10
01
01
01
00
00
0
t
11
11
11
10
10
10
01
01
01
00
00
0
t
5.5.1 多进制振幅键控
五、MASK信号解调
对于M元确知信号的最佳接收可以描述为，在观察时间(0，Tb)内收到的波形r(t)将包含M个信号si(t)（i=1，2，，M）中的一个
4ASK
1 1 010010 01
2ASK
MASK与2ASK比较
载波振幅间隔相同
11
01
00 10 01
4ASK
1 1 010010 01
2ASK
5.5.1 多进制振幅键控
11
11
11
10
10
10
• 四、MASK信号带宽
01
01
01
00
00
0
t
• M进制振幅调制信号可以看
成由M个时间上不重叠的二
数字通信原理
联合战术通信教研室张伟明
理工大学通信工程学院
5.5 多进制数字调制系统
5.5.1 多进制振幅键控（MASK） 5.5.2 多进制频移键控（MFSK） 5.5.3 多进制相移键控（MPSK） 5.5.4 多进制差分相移键控（MDPSK） 5.5.5 振幅相位联合键控系统（APK）
5.5 多进制数字调制系统
每个码元可以携带log2M比特信息，因此在信道频带受限时可以增加信息的传输速率（即比特率），提高频带的利用率。（有例外）
5.5 多进制数字调制系统
5.5.1 多进制振幅键控（MASK） 5.5.2 多进制频移键控（MFSK） 5.5.3 多进制相移键控（MPSK） 5.5.4 多进制差分相移键控（MDPSK） 5.5.5 振幅相位联合键控系统（APK）
种可能取值的多电平基带信号对载波幅度进行
t
键控而得到的信号。
•特点：在相同信道传 t 输速率下M电平调制与
二电平调制具有相同的信号带宽。
t
5.5.1 多进制振幅键控
二、MASK的数学表达式
eMASK t an gt nTs cosct
n
基带信号波形
码元间隔
A1,
an
A2 ,

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