多进制数字调制原理

多进制数字调制原理1多进制振幅键控（MASK）（1）多进制振幅键控的波形令M4，则：多进制单极性不归零脉冲的调制图7-31 单极性不归零脉冲的MASK信号波形多进制双极性不归零脉冲的调制图7-32 双极性不归零脉冲的MASK信号波形（2）多进制振幅键控的优点单位频带的信息传输速率高，即频带利用率高；在不同码元出现概率相等的条件下可抑制载波MASK信号，节省载波功率。2多进制频移键控（MFSK）（1）频移键控的波形令M4，f1表示00，f2表示01，f3表示11，f4表示10则频移键控的波形为图7-33 MFSK波形图（2）频移键控的带宽设f1为其最低载频，fM为其最高载频，则MFSK信号的带宽近似为式中，f为单个码元的带宽，决定于信号传输速率。（3）频移键控的解调频移键控解调可以采用相干解调和非相干解调，非相干解调原理如下图7-34 MFSK非相干解调原理方框图3多进制相移键控（MPSK）（1）多进制相移键控的表达式一个MPSK信号码元可以表示为式中，A为常数；k称为初始相位，为一组间隔均匀的受调制相位，即M取2的整数次幂为（2）多进制相移键控的带宽MPSK信号码元可以看作是两个特定的MASK信号码元之和，其带宽和MASK信号的带宽相同。（3）多进制相移键控的分析令M4，此时多进制相移键控称为正交相移键控（QPSK）。QPSK的编码原理（A方式）a发送码元序列在编码时需要先将每两个比特分成一个双比特组ab。即有4种排列，00、01、10、11。b用4种相位之一表示每种排列。各种排列的相位之间的关系通常都按格雷码安排。4PSK信号的这种编码方案之一如表7-2所示，其矢量图如图7-35所示。表7-2 QPSK信号的编码图7-35 A方式QPSK信号的矢量图格雷码编码如表7-3所示。表7-3 格雷码编码规则QPSK的产生方法a正交调相法（B方式QPSK信号）图7-36 正交调相法产生QPSK信号第一，输入基带信号经过串/并变换变成两路并行码元a和b，它们的码元持续时间是输入码元的2倍；第二，两路码元序列分别同两路正交载波相乘，相乘结果用图7-37中的虚矢量表示；第三，两路相乘后的信号在相加电路中相加后得到的每个矢量代表2bit，如图7-37中实矢量所示。第四，二进制信号码元“0”和“1”在相乘电路中与不归零双极性矩形脉冲振幅的关系如下：图7-37 B方式QPSK信号的矢量图b相位选择法（A方式QPSK）图7-38 相位选择法产生QPSK信号输入基带信号经过串/并变换控制一个相位选择器，按照输入的双比特ab决定某一路相位输出波形。QPSK的解调图7-39 QPSK信号解调原理方框图用两路正交的相干载波解调，分离两路正交的2PSK信号，相干解调后的两路并行码元a和b，经过并串变换后，成为串行数据输出。（4）偏置QPSK目的减小相邻码元最大相位差180°的相位突变。定义偏置正交相移键控（OQPSK）是将两个正交分量的两个比特a和b在时间上错开半个码元，使之不可能同时改变的体制。区别对于QPSK，两个比特a和b的持续时间原则上可不同；对于OQPSK，a和b的持续时间必须相同。（5）相移QPSK（方式B）定义相移QPSK信号的当前码元的相位相对于前一码元的相位改变±45°或±135°。优点由于其最大相位偏移为±135°，在通过频带受限的系统传输后其振幅起伏较QPSK的小。4多进制差分相移键控（1）编码原理多进制差分相移是把相移k当作是相对于前一码元相位的相移。A方式A方式中的k取值0°、90°、180°、270°。B方式B方式中的k取值45°、135°、225°、315°。表7-4 QDPSK编码原则方式比较aA方式和B方式区别在于两者的星座图相差45°；bB方式中相邻码元间总有相位改变，有利于在接收端提取码元同步；cB方式比A方式的最大相移小，在通过频带受限的系统传输后其振幅起伏较小。（2）产生方法正交调相法产生A方式QDPSK信号的原理方框图图7-39 正交调相法产生A方式QDPSK信号的原理方框图（3）解调方法极性比较法图7-40 A方式QDPSK信号极性比较法解调原理方框图相位比较法图7-41 A方式QDPSK信号相位比较法解调原理方框图