数字通信 第4章 数字调制基础

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1、4.1引言电信学院刘金铸第4章数字调制基础4.1引言一、数字调制目的目的：实质：符号波形映射。实现：1）载波调制。2）波形选择。二、数字调制的三种基本形式频带传输（载波传输）。1/34.1引言电信学院刘金铸1）移幅键控2ASK，MASK调制解调框图。波形。检测。相干，非相干。0,T2）移频键控2FSK，MFSK调制解调框图。波形。检测。相干，非相干。0,T3）移相键控2PSK，MPSK调制解调框图。波形。2/34.1引言电信学院刘金铸检测。相干。0,T三、数字调制涉及的参数和性能指标1）二进制，多进制。2）传输速率：符号速率。信息速率。3）已调

2、信号带宽。4）接收端信号强度。平均功率。每比特能量。5）接收端噪声强度。AWGN，双边功率谱密度。6）信噪比。7）错误概率。误符号率。误比特率BER。给定R，P，已调信号带宽与信噪比是一对矛盾。bb3/34.2BPSK调制方式详解电信学院刘金铸4.2BPSK调制方式详解一、调制1框图2已调信号表达星座图。3已调信号频谱和带宽带宽效率2PSK信号表示为：st()bt()coscntdgt(nT)cosctnbt()为随机双极性矩形脉冲序列，它的功率谱密度为1/84.2BPSK调制方式详解电信学院刘金铸12P()fG()fbTT1,

3、tgt()为矩形脉冲，表达式为：gt()20,其他sinfT其频谱函数：Gf()TfTst()bt()cost的功率谱密度为：c1P()fP(ff)P(ff)sbcbc42/84.2BPSK调制方式详解电信学院刘金铸二、解调与检测1框图2最佳接收3抗噪声性能分析特定错误概率所需信噪比st()dAcost,0tTcAttcos,0T;d1cst()Attcos,0T;d1c2AT2EbEA,b2T3/84.2BPSK调制方式详解电信学院刘金铸接收信号：rt()s()tnt()nt(

4、)：AWGN样本，双边功率谱密度为N/2。0用于相干解调的单位能量信号：2gt()cost,0tTcT相干解调：4/84.2BPSK调制方式详解电信学院刘金铸TTTRrtgtdt()()stgtdt()()ntgtdt()()000T22TT22EbdAcostcostdtdAdcc0TT22TTdEbT2其中：nt()g()tdt。的方差：N/2n00当d1时，REbR的概率密度函数为：21xEbpx()exp222nn所以，发送d1时的错误概率

5、为5/84.2BPSK调制方式详解电信学院刘金铸2001xEbP(11)pxdx()expdx222nn2Eb得到：PQ(11)N02t1其中：Qx()e2dtx,0x21xQx()erfc22或：22terfc()xedtx用同样的方法，可以得出发送符号d1时的错误概率：6/84.2BPSK调制方式详解电信学院刘金铸2EbP(11)QN0因发送+1、-1等概，平均错误概率为：112EbPP(11)P(11)Q

6、b22N04载波同步1）插入导频法2）载波提取法2PSK信号载波提取，框图。PLL原理。5位同步1）插入导频法7/84.2BPSK调制方式详解电信学院刘金铸2）位同步提取法例：微分、整流、数字锁相环跟踪滤波。三、关于系统仿真Matlab。1）编程。2）Simulink。系统原理、参数的意义。程序结构化设计。子程序（函数）。数据与程序分离。流程图。简单到复杂的演化。分步实现。查错。正确性验证。8/84.3差分移相键控（DPSK）与多进制移相键电信学院刘金铸4.3差分移相键控（DPSK）与多进制移相键控（MPSK）一、DPSK1含义2调制原理波形举例3解调

7、延时相干4特点没有相位模糊的问题。延时相干不须提取载波，但性能差。特定错误概率所需信噪比。1/24.3差分移相键控（DPSK）与多进制移相键电信学院刘金铸二、QPSK1调制框图。表达式。星座图。带宽。带宽效率。2解调框图。过程表达。性能。特定错误概率所需信噪比。三、8PSK简介。星座图。带宽。性能。带宽效率。特定错误概率所需信噪比。2/24.4正交调幅（QAM）电信学院刘金铸4.4正交调幅（QAM）（解决信号、符号的复数表示问题）一、脉冲幅度调制（PAM）二、QAM1已调信号表达星座图。等效低通信号。复符号。1）QAM信号的等效低通信号QAM信号可以表示为s

8、t()sgt()cos2ftsgt()sin2