1、数字调制技术数字调制技术u数字基带信号不能直接通过带通信道传输，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。需将数字基带信号变换成数字频带信号。u基带信号指频带分布在低频段（通常包含直基带信号指频带分布在低频段（通常包含直流）且未经调制的信号，基带传输指直接传输流）且未经调制的信号，基带传输指直接传输基带信号的通信方式。基带信号的通信方式。u频带信号（带通信号）指经过调制后的信号，频带信号（带通信号）指经过调制后的信号，频带传输指数字基带信号经调制后在信道中传频带传输指数字基带信号经调制后在信道中传输。输。u用数字基带信号去控制高频载波的幅度、频用数字基带信号去控
2、制高频载波的幅度、频率或相位，称为数字调制。相应的传输方式称率或相位，称为数字调制。相应的传输方式称为数字信号的调制传输、载波传输或频带传输。为数字信号的调制传输、载波传输或频带传输。数字调制三种方式数字调制三种方式u模拟调制的过程，载波参数连续变化；数模拟调制的过程，载波参数连续变化；数字调制的过程，载波参数离散变化。字调制的过程，载波参数离散变化。u数字调制也称键控，数字调制方式主要有数字调制也称键控，数字调制方式主要有三种三种u幅度调制，称为幅度键控（也称幅移键控），幅度调制，称为幅度键控（也称幅移键控），记为记为ASK（Amplitude Shift Keying）；）；u频率调制，称
3、为频率键控（也称频移键控），频率调制，称为频率键控（也称频移键控），记为记为FSK（Frequency Shift Keying）；）；u相位调制，称为相位键控（也称相移键控），相位调制，称为相位键控（也称相移键控），记为记为PSK（Phase Shift Keying）。）。二进制数字调制波形二进制数字调制波形二进制幅度键控二进制幅度键控2ASK2ASK7.17.1.2 2ASK信号的带宽信号的带宽 7.1.1 2ASK信号的调制信号的调制 7.1.3 2ASK信号的解调信号的解调7.1.4多进制幅度键控信号多进制幅度键控信号MASK 2ASK信号的调制信号的调制u用二进制数字基带信号控制载
4、波的幅度，用二进制数字基带信号控制载波的幅度，二进制数字序列只有二进制数字序列只有“1”、“0”两种状态。两种状态。u调制后的载波也只有两种状态：有载波输调制后的载波也只有两种状态：有载波输出传送出传送“1”，无载波输出传送，无载波输出传送“0”。7.1.12ASK具体实现及波形具体实现及波形已调信号表达式已调信号表达式cos()()()ookcnsntStAa g tnT()cos()ncookAstat2ASK信号带宽信号带宽7.1.22ASK信号带宽信号带宽u幅度键控信号的功率谱是基带信号功系谱幅度键控信号的功率谱是基带信号功系谱的线性搬移，所以的线性搬移，所以2ASK调制为线性调制，调
5、制为线性调制，其频谱宽度是二进制基带信号的两倍其频谱宽度是二进制基带信号的两倍2 u通常取第一对过零点的带宽作为传输带宽，通常取第一对过零点的带宽作为传输带宽，称之为谱零点带宽。称之为谱零点带宽。u2ASK信号带宽信号带宽sf22ssBfT2ASK信号的解调信号的解调u解调方式有两种：相干解调和非相干解调。解调方式有两种：相干解调和非相干解调。u相干解调也称为同步检测法，指的是在接收端用相干解调也称为同步检测法，指的是在接收端用和发送端同频同相的载波信号与信道中接收的已和发送端同频同相的载波信号与信道中接收的已调信号相乘，实现调信号相乘，实现2ASK频谱的再次搬移，使数频谱的再次搬移，使数字调
6、制信号的频谱搬回到零频附近。字调制信号的频谱搬回到零频附近。u从幅度调制信号中将低频信号解调出来的过程，从幅度调制信号中将低频信号解调出来的过程，就叫做包络检波。也就是说，包络检波是幅度检就叫做包络检波。也就是说，包络检波是幅度检波，是一种非相干解调，即不需要和发送端同频波，是一种非相干解调，即不需要和发送端同频同相的本地载波。同相的本地载波。7.1.32ASK相干解调相干解调图7-4 2ASK相干解调框图2ASK相干解调各点波形图相干解调各点波形图2ASK相干解调相干解调（1）带通滤波器）带通滤波器BPFBPF取出已调信号，滤除接收信号频带以外的噪声干扰，取出已调信号，滤除接收信号频带以外的
7、噪声干扰，即抑制带外频谱分量，保证信号完整地通过。即抑制带外频谱分量，保证信号完整地通过。（2）乘法器）乘法器乘法器实现乘法器实现2ASK频谱的再次搬移，使数字调制信号的频频谱的再次搬移，使数字调制信号的频谱搬回到零频附近。谱搬回到零频附近。（3）低通滤波器）低通滤波器LPFLPF去除乘法器产生的高频分量，滤出数字调制信号。去除乘法器产生的高频分量，滤出数字调制信号。（4）采样判决）采样判决由于噪声及信道特性的影响，由于噪声及信道特性的影响，LPF输出的数字信号是不标输出的数字信号是不标准的，通过对信号再采样，利用判决器对采样值进行判准的，通过对信号再采样，利用判决器对采样值进行判决，便可以恢
8、复原决，便可以恢复原“1”、“0”数字序列。数字序列。相干解调优缺点相干解调优缺点u相干解调相干解调(同步检测法同步检测法)的优点：的优点：稳定，有利于位定时的提取。稳定，有利于位定时的提取。u相干解调相干解调(同步检测法同步检测法)的缺点：的缺点：必须保证本地载波要与发送在波同频同相，以确必须保证本地载波要与发送在波同频同相，以确保数据的正确解调，这在实际应用中较难实现。保数据的正确解调，这在实际应用中较难实现。2ASK信号非相干解调信号非相干解调-包络线包络线将一段时间长度的高频信号的峰值点连线，将一段时间长度的高频信号的峰值点连线，就可以得到上方（正的）一条线和下方就可以得到上方（正的）
9、一条线和下方（负的）一条线，这两条线就叫包络线。（负的）一条线，这两条线就叫包络线。包络线就是反映高频信号幅度变化的曲线。包络线就是反映高频信号幅度变化的曲线。2ASK信号非相干解调信号非相干解调-包络线包络线从幅度调制信号中将低频信号解调出来的过从幅度调制信号中将低频信号解调出来的过程，就叫做包络检波。也就是说，包络检程，就叫做包络检波。也就是说，包络检波是幅度检波，是一种非相干解调，即不波是幅度检波，是一种非相干解调，即不需要和发送端同频同相的本地载波。需要和发送端同频同相的本地载波。2ASK非相干解调框图非相干解调框图2ASK非相干解调各点波形非相干解调各点波形2ASK非相干解调框图非相
10、干解调框图（1）带通滤波器）带通滤波器BPFBPF取出已调信号，即抑制带外频谱分量，保证信号完取出已调信号，即抑制带外频谱分量，保证信号完整地通过。整地通过。（2）包络检波）包络检波包络检波从包络检波从2ASK信号中将低频信号解调出来。信号中将低频信号解调出来。（3）低通滤波器）低通滤波器LPFLPF去除乘法器产生的高频分量，滤出数字调制信号。去除乘法器产生的高频分量，滤出数字调制信号。（4）采样判决）采样判决由于噪声及信道特性的影响，由于噪声及信道特性的影响，LPF输出的数字信号是不输出的数字信号是不标准的，通过采样判决恢复原标准的，通过采样判决恢复原“1”、“0”数字序列。数字序列。多进制
11、幅度键控信号多进制幅度键控信号MASK 多进制数字调制系统具有如下两个特点：多进制数字调制系统具有如下两个特点：第一：在相同的信道码源调制中，每个符号可以携第一：在相同的信道码源调制中，每个符号可以携带多比特信息，因此，当信道频带受限时可以使带多比特信息，因此，当信道频带受限时可以使信息传输率增加，提高了频带利用率。但由此付信息传输率增加，提高了频带利用率。但由此付出的代价是增加信号功率和实现上的复杂性。出的代价是增加信号功率和实现上的复杂性。第二，在相同的信息速率下，由于多进制方式的信第二，在相同的信息速率下，由于多进制方式的信道传输速率可以比二进制的低，因而多进制信号道传输速率可以比二进制
12、的低，因而多进制信号码源的持续时间要比二进制的宽。加宽码元宽度，码源的持续时间要比二进制的宽。加宽码元宽度，就会增加信号码元的能量，也能减小由于信道特就会增加信号码元的能量，也能减小由于信道特性引起的码间干扰的影响等。性引起的码间干扰的影响等。7.1.4MASK时域波形图时域波形图 MASKu采用多进制数字调制技术可提高系统的频采用多进制数字调制技术可提高系统的频带利用率。带利用率。u用多进制数字基带信号对高频载波进行幅用多进制数字基带信号对高频载波进行幅度调制，称为多进制幅移键控（度调制，称为多进制幅移键控（MASK）。）。u将二进制数字序列转换为将二进制数字序列转换为M进制序列。每进制序列
13、。每k位一组，有位一组，有2k种组合，可表示种组合，可表示M个状态，个状态，形成形成M进制序列。对高频载波进行进制序列。对高频载波进行ASK调调制，就可得制，就可得MASK信号。信号。MASKuM进制基带数字序列的带宽只与脉冲周期进制基带数字序列的带宽只与脉冲周期有关，而与有关，而与M无关，其带宽是基带信号带宽无关，其带宽是基带信号带宽的两倍，是的两倍，是M进制基带脉冲的速率，是进制基带脉冲的速率，是M进进制基带脉冲周期。制基带脉冲周期。u MASK的解调方式和的解调方式和2ASK一样，有相干一样，有相干解调和非相干解调两种。解调和非相干解调两种。二进制频率键控二进制频率键控2FSK2FSK7
14、.27.2.2 2FSK信号的带宽信号的带宽 7.2.1 2FSK信号的调制信号的调制 7.2.3 2FSK信号的解调信号的解调7.2.4多进制频率键控信号多进制频率键控信号MFSK 频率键控频率键控频率键控是数字信号改变载波的频率，即用频率键控是数字信号改变载波的频率，即用不同的频率代表不同的数字信号。不同的频率代表不同的数字信号。2FSK信号的调制信号的调制u二进制频率键控二进制频率键控(2FSK)是用二进制数字序是用二进制数字序列控制载波的频率。列控制载波的频率。u相位不连续的相位不连续的2FSK信号可看作是两个交错信号可看作是两个交错的的ASK信号之和，一个载频为信号之和，一个载频为f
15、1，另一个，另一个载频为载频为f2。u2FSK是利用载波的频率变化来传递数字信是利用载波的频率变化来传递数字信息的。息的。7.2.1 2FSK调制及波形图调制及波形图 2FSK调制调制已调信号表达式如式已调信号表达式如式 212()()cos()cosFSKnsnsnnSta g t nTta g t nTt2FSK信号分解图信号分解图2FSK信号的带宽信号的带宽 图图7-12 2FSK信号功率谱信号功率谱212sBfff2FSK信号带宽信号带宽 7.2.22FSK相关参数相关参数设设2FSK两个载频的中心频率为两个载频的中心频率为fc，频差为，频差为 f，则则 （7-14）频偏频偏 （7-1
16、5）中心频率中心频率 （7-16）定义调频指数（频移指数）定义调频指数（频移指数）h为（为（Rs为基带为基带信号码元速率）信号码元速率）（7-17）21fff2122Dffffc12()2/fffs21ss2DfRfffhRR2FSK出现双峰出现双峰 2FSK信号带宽信号带宽（1）2FSK信号的功率谱与信号的功率谱与2ASK信号的功率信号的功率谱相似，同样由离散谱和连续谱两部分组成。谱相似，同样由离散谱和连续谱两部分组成。其中，连续谱由两个双边谱叠加而成，而离其中，连续谱由两个双边谱叠加而成，而离散谱出现在两个载频位置上，这表明散谱出现在两个载频位置上，这表明2FSK信信号中含有载波号中含有载
17、波 、的分量。的分量。（2）连续谱的形状随着）连续谱的形状随着 大小而异。大小而异。出现双峰；出现双峰；出现单峰。出现单峰。（3）2FSK信号的频带宽度为信号的频带宽度为 21Sfff21Sfff21Sfff21ff221222(2)FSKsDssBfffffh f2FSK信号的解调信号的解调 2FSK解调思路是将二进制频率键控信号分解解调思路是将二进制频率键控信号分解成两路成两路2ASK信号分别进行解调，有相干解信号分别进行解调，有相干解调和非相干解调两种方式。调和非相干解调两种方式。7.2.32FSK相干解调相干解调图图7-14 2FSK相干解调框图相干解调框图2FSK相干解调相干解调BP
18、F输出序列表达式如式（输出序列表达式如式（7-20）所示：）所示：1122()cos()cosy tAty tAt（7-20）乘法器输出函数表达式如式（乘法器输出函数表达式如式（7-21）所示：）所示：1111122222()coscoscoscos222()coscoscoscos222AAy ttAtttAAy ttAttt（7-21）2FSK相干解调相干解调LPF输出函数表达式如式（输出函数表达式如式（7-22）所示：）所示：12()2()0Ax tx t12()0()2x tAx t（7-22）2FSK非相干解调非相干解调包络检波器取出两路的包络包络检波器取出两路的包络x1(t)和和x
19、2(t)。对包。对包络采样并判决，可恢复原数字序列。判决准则：络采样并判决，可恢复原数字序列。判决准则：判为判为“1”，判为，判为“0”。2FSK非相干解调框图非相干解调框图如图如图7-15所示。所示。图图7-15 2FSK非相干解调框图非相干解调框图2FSK非相干解调各点波形非相干解调各点波形多进制频率键控信号多进制频率键控信号MFSK 用用M个频率不同的正弦波分别代表个频率不同的正弦波分别代表M进制数字信进制数字信号的号的M个状态，在某一码元时间内只发送其中个状态，在某一码元时间内只发送其中一个频率。多进制频率控制信号一个频率。多进制频率控制信号MFSK表达式表达式如式如式7-21所示。所
20、示。12coscos()cosMFSKMAtAtStAt（7-21）7.2.4MFSK调制、解调框图调制、解调框图 MFSK系统带宽系统带宽 2MFSKHLMBfffHfLfMf为最高载频；为最高载频；为最低载频；为最低载频；为为M进制码元速率。进制码元速率。二进制相位键控二进制相位键控2PSK2PSK7.37.3.2 2DPSK信号信号7.3.1 2PSK信号信号7.3.3 多进制相位键控多进制相位键控7.3.4二进制数字调制系统的性能比较二进制数字调制系统的性能比较 2PSKu二进制相移键控（二进制相移键控（2PSK）用二进制数字基）用二进制数字基带信号控制高频载波的相位，使高频载波带信号
21、控制高频载波的相位，使高频载波的相位随着数字基带信号变化。的相位随着数字基带信号变化。u2PSK包括绝对调相和相对（差分）调相。包括绝对调相和相对（差分）调相。7.3.12PSK信号的调制信号的调制 u绝对调相绝对调相2PSK（有时也称为（有时也称为BPSK）利用）利用载波初相位的绝对值（即固定的某一相位）载波初相位的绝对值（即固定的某一相位）来表示数字信号。来表示数字信号。u例如，例如，“1”码用载波的码用载波的0相位表示，相位表示，“0”码码用载波的用载波的相位表示，反之亦可。相位表示，反之亦可。u2PSK利用载波相位的绝对数值传送数字信利用载波相位的绝对数值传送数字信息；息；2PSK调制
22、框图及波形图调制框图及波形图 2PSK信号时域表达式信号时域表达式2PSK信号的时域表达式如式7-22所示 2cos1()cos()0cPSKcAtStAtcos1cos0ccAtAt()cosncSna g tnTt()nSna g tnT是双极性不归零二进制数字序列是双极性不归零二进制数字序列1na 或或-1。2PSK信号的带宽信号的带宽u2PSK与与2ASK的表达式形式一致，只不过的表达式形式一致，只不过2PSK信号是双极性脉冲序列的双边带调制，信号是双极性脉冲序列的双边带调制，而而2ASK信号是单极性脉冲序列的双边带调制。信号是单极性脉冲序列的双边带调制。u调制信号为双极性调制信号为双
23、极性NRZ数字序列时，二进制相数字序列时，二进制相移键控信号实际上是一种移键控信号实际上是一种DSB-SC信号，因而信号，因而带宽与带宽与ASK相同。相同。u2PSK信号带宽为信号带宽为 222PSKssBfT2PSK功率谱功率谱 2PSK信号的解调信号的解调 u2PSK信号相当于信号相当于DSB-SC信号，只能采用信号，只能采用相干解调方式解调，在相干解调方式解调，在DSB-SC解调器之后解调器之后加一采样判决器，即可恢复原数字信号。加一采样判决器，即可恢复原数字信号。u由于由于PSK信号的解调必须用相干解调方法，信号的解调必须用相干解调方法，功率谱中没有载频，而此时如何获得同频功率谱中没有
24、载频，而此时如何获得同频同相的载频就成了关键问题。同相的载频就成了关键问题。u图图7-20是是2PSK相干解调框图及各点波形图，相干解调框图及各点波形图，图中假定用于解调的本地载波与发送端的图中假定用于解调的本地载波与发送端的载波同频同相。载波同频同相。2PSK相干解调及各点波形相干解调及各点波形 2PSK倒倒 现象现象u2PSK信号相干解调，如果本地载波与发送载波信号相干解调，如果本地载波与发送载波不同相，会造成错误判决，这种现象称为相位模不同相，会造成错误判决，这种现象称为相位模糊或者糊或者“倒倒”现象。现象。u例如本地载波与发送载波相位相反，采样判决器例如本地载波与发送载波相位相反，采样
25、判决器输出将与发送的数字序列相反，造成错误。输出将与发送的数字序列相反，造成错误。u一般本地载波从接收信号中提取，发送信号在传一般本地载波从接收信号中提取，发送信号在传输过程中会受到噪声的影响，使其相位随机变化输过程中会受到噪声的影响，使其相位随机变化而产生相位误差，这种相位误差难以消除。而产生相位误差，这种相位误差难以消除。u因而因而2PSK信号容易产生误码，实际中信号容易产生误码，实际中2PSK信号信号不常被采用。不常被采用。2DPSK信号信号u二进制相对调相（差分调相）二进制相对调相（差分调相）2DPSK利用利用相邻码元载波相位的相对变化来表示数字相邻码元载波相位的相对变化来表示数字信号
26、，利用前后相邻码元的载波相对相位信号，利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息。变化传递数字信息。u相对相位指本码元载波初相与前一码元载相对相位指本码元载波初相与前一码元载波终相的相位差。波终相的相位差。u由于整个圆周相位为由于整个圆周相位为2，采用二进制时，采用二进制时，把圆周二等分，相位差应选把圆周二等分，相位差应选。7.3.2相对相位规则相对相位规则u“1变变0不变不变”规则：规则：1”码载波相位变化码载波相位变化,即与前一码元载波终相差即与前一码元载波终相差，“0”码载波相码载波相位不变化，即与前一码元载波终相相同。位不变化，即与前一码元载波终相相同。u“0变变1不变不变”规则：
27、规则：“0”码载波相位变化码载波相位变化,即与前一码元载波终相差即与前一码元载波终相差，“1”码载波码载波相位不变化，即与前一码元载波终相相同。相位不变化，即与前一码元载波终相相同。2DPSK信号的产生信号的产生2DPSK信号的产生有两种方式：信号的产生有两种方式：（1）差分编码后绝对调相。）差分编码后绝对调相。（2）1变变0不变规则。不变规则。差分编码后绝对调相差分编码后绝对调相 差分码编码规则：差分码编码规则：其中，的初始值可以任意设定。其中，的初始值可以任意设定。1nnnbab差分编码后绝对调相示例差分编码后绝对调相示例图图7-21 差分编码后绝对调相得到差分编码后绝对调相得到2DPSK
28、信号信号1变变0不变规则不变规则 u对对2DPSK信号用载波相位变化信号用载波相位变化，即与前，即与前一码元载波终相差一码元载波终相差表示表示“1”；载波相位不；载波相位不变，即与前一码元载波终相相同表示变，即与前一码元载波终相相同表示“0”（1变变0不变），即传不变），即传“1”码时相位翻转，码时相位翻转，传传“0”码时相位不变。码时相位不变。u这里须注意：由于初始相位不同，这里须注意：由于初始相位不同，2DPSK信号的相位可以不同；信号的相位可以不同；2DPSK信号的相位信号的相位并不直接代表基带信号；前后码元的相对并不直接代表基带信号；前后码元的相对相位才决定信息符号。相位才决定信息符号
29、。2DPSK实现框图及各点波形实现框图及各点波形用实例比较用实例比较2PSK、2DPSK 初始相位初始相位2PSK2PSK码元相位码元相位2DPSK2DPSK码元相位码元相位（）基带信号基带信号1 1 1 0 0 1 1 0 11 1 1 0 0 1 1 0 11 1 1 0 0 1 1 0 11 1 1 0 0 1 1 0 10 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 000 0 0 0 0 00 0 0 0 0 2DPSK信号的解调信号的解调u由于由于2DPSK信号的产生有一种方法是先差信号的产生有一种方法是先差分编码再绝对调相，借鉴这种思想，分编码再绝对调相，
30、借鉴这种思想，2DPSK信号的解调可以先绝对解调再差分信号的解调可以先绝对解调再差分译码完成。译码完成。u2DPSK解调两种方法：解调两种方法：u相干解调（极性比较法）相干解调（极性比较法）u差分相干解调（相位比较法）差分相干解调（相位比较法）2DPSK相干解调相干解调2DPSK信号相干解调出来的是差分调制信号，信号相干解调出来的是差分调制信号，2PSK相干解调器之后再接一差分译码器，相干解调器之后再接一差分译码器，将差分码变换为绝对码，就可得原调制信将差分码变换为绝对码，就可得原调制信号序列。号序列。2DPSK极性比较法解调框图及各极性比较法解调框图及各点波形如图点波形如图7-23所示。所示
31、。2DPSK相干解调（极性比较法）相干解调（极性比较法）2DPSK差分相干解调差分相干解调u通过比较前后码元载波的初相位来完成解通过比较前后码元载波的初相位来完成解调，用前一码元的载波相位作为解调后一调，用前一码元的载波相位作为解调后一码元的参考相位，解调器输出就是所需要码元的参考相位，解调器输出就是所需要的绝对码。的绝对码。u要求载波频率为码元速率的整数倍，这时要求载波频率为码元速率的整数倍，这时载波的初始相位和末相相位相同。载波的初始相位和末相相位相同。uBPF输出分成两路，一路加到乘法器，另输出分成两路，一路加到乘法器，另一路延迟一个码元周期，作为解调后一码一路延迟一个码元周期，作为解调
32、后一码元的参考载波。元的参考载波。2DPSK差分相干解调差分相干解调2DPSK信号克服信号克服“倒倒”现象现象u2DPSK信号产生时是用差分码对载波进行信号产生时是用差分码对载波进行调制，在解调时只要前后码元的相对相位调制，在解调时只要前后码元的相对相位关系不被破坏，即使出现了关系不被破坏，即使出现了“倒倒”现象，现象，只要能鉴别码元之间的相对关系，就能恢只要能鉴别码元之间的相对关系，就能恢复原二进制绝对码序列。复原二进制绝对码序列。u2DPSK避免了相位模糊问题，应用广泛。避免了相位模糊问题，应用广泛。2PSK与与2DPSK的比较的比较u（1）相位与信息代码的关系）相位与信息代码的关系 u（
33、2）功率谱密度）功率谱密度 u（3）信号带宽）信号带宽u（4）抗噪声性能）抗噪声性能多进制相位键控多进制相位键控 uMPSK用具有多个相位状态的正弦波来表用具有多个相位状态的正弦波来表示多进制数字基带信号的不同状态。示多进制数字基带信号的不同状态。M进制进制信号与二进制信号之间的关系：。载波的信号与二进制信号之间的关系：。载波的一个相位对应一个相位对应k位二进制码元。如果载波有位二进制码元。如果载波有个相位，可代表个相位，可代表k位二进制码元的位二进制码元的M种组合。种组合。uMPSK分为多进制绝对相移键控（分为多进制绝对相移键控（MPSK）和多进制相对（差分）相移键控和多进制相对（差分）相移
34、键控（MDPSK）。）。7.3.3/2和和/4相移系统相移系统 二进制数字调制系统的性能比较二进制数字调制系统的性能比较（1）误码率）误码率（2）频带宽度）频带宽度（3）对信道特性变化的敏感性）对信道特性变化的敏感性7.3.4二进制数字调制系统总结二进制数字调制系统总结u（1）同类键控系统中，相干方式略优于非相干）同类键控系统中，相干方式略优于非相干方式，但相干方式需要本地载波，所以设备较为方式，但相干方式需要本地载波，所以设备较为复杂；复杂；u（2）在相同误比特率情况下，对接收峰值信噪）在相同误比特率情况下，对接收峰值信噪比的要求：比的要求：2PSK比比2FSK低低3dB，2FSK比比2AS
35、K低低3dB，所以，所以2PSK抗噪性能最好；抗噪性能最好；u（3）在码元速率相同条件下，）在码元速率相同条件下，FSK占有频带高占有频带高于于2PSK和和2ASK。现代数字调制技术现代数字调制技术 7.47.4.2 高斯最小频移键控高斯最小频移键控GMSK 7.4.1 正交振幅调制正交振幅调制QAM 7.4.3 正交频分复用正交频分复用正交振幅调制正交振幅调制QAM u正交振幅调制正交振幅调制(QAM)指用两路基带信号对指用两路基带信号对两个正交同频载波进行抑制载波双边带调两个正交同频载波进行抑制载波双边带调幅。幅。u正交振幅调制是用两个独立的基带数字信正交振幅调制是用两个独立的基带数字信号
36、对两个相互正交的同频载波进行抑制载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，利用这种已调信号在同波的双边带调制，利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行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。的数字信息传输。7.4.1QAM调制框图调制框图 MQAM星座图星座图 MQAM相干解调图相干解调图 各种数字调制技术的比较各种数字调制技术的比较 调制方式调制方式编码编码(b)带宽带宽(Hz)符号速率符号速率B 带宽效率带宽效率(b/s/Hz)2PSK2PSK1 1ss1 14PSK4PSK2 2s/2s/22 24QAM4QAM2 2s/2s/22 216PSK1
37、6PSK4 4s/4s/44 416QAM16QAM4 4s/6s/64 464QAM64QAM6 6s/2s/26 6256QAM256QAM8 8s/8s/88 8高斯最小频移键控高斯最小频移键控GMSK u一般的移频键控信号由于相位不连续、频偏较大一般的移频键控信号由于相位不连续、频偏较大等原因，其频谱利用率较低。为了减小已调波带等原因，其频谱利用率较低。为了减小已调波带宽和对邻道的干扰，调制前对基带信号进行高斯宽和对邻道的干扰，调制前对基带信号进行高斯滤波，再进行最小频移键控调制，称为高斯最小滤波，再进行最小频移键控调制，称为高斯最小频移键控频移键控GMSK（Gaussian mini
38、mum shift keying）。）。uGMSK也称为快速移频键控，是二进制连续相位也称为快速移频键控，是二进制连续相位FSK的一种特殊形式。的一种特殊形式。GMSK使用高斯预调制滤使用高斯预调制滤波器进一步减小调制频谱的最小相位频移键控，波器进一步减小调制频谱的最小相位频移键控，可以降低频率转换速度。可以降低频率转换速度。7.4.2MSK与与2PSK功率谱密度对比图功率谱密度对比图GMSK信号的特点信号的特点（1）MSK信号是恒定包络信号；信号是恒定包络信号；（2）在码元转换时刻，信号的相位是连续的，）在码元转换时刻，信号的相位是连续的，以载波相位为基准的信号相位在一个码元以载波相位为基准
39、的信号相位在一个码元期间内线性地变化期间内线性地变化/2；（3）在一个码元期间内，信号应包括四分之）在一个码元期间内，信号应包括四分之一载波周期的整数倍，信号的频率偏移等一载波周期的整数倍，信号的频率偏移等于于1/(4Ts)，相应的调制指数，相应的调制指数h=0.5。正交频分复用技术正交频分复用技术OFDM u正交频分复用技术正交频分复用技术OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)，实际上，实际上是多载波调制是多载波调制MCM（Multi-CarrierModulation）的一种。）的一种。u其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，其主
40、要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰样可以减少子信道之间的相互干扰 ICI。7.4.3OFDM优点优点（1）可有效对抗信号波形间的干扰，适用于）可有效对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输；多径环境和衰落信道中的高速数据传输；（2）通过各子载波的联合编码，具有很强的）通过各子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力；
41、抗衰落能力；（3）各子信道的正交调制和解调可通过离散）各子信道的正交调制和解调可通过离散傅利叶反变换傅利叶反变换IDFT和离散傅利叶变换和离散傅利叶变换DFT实现；实现；（4）OFDM较易与其它多种接入方式结合，较易与其它多种接入方式结合，构成构成MC-CDMA和和OFDM-TDMA等。等。OFDM缺点缺点（1）由于传送端及接收端的取样速率不一样，会造成取样）由于传送端及接收端的取样速率不一样，会造成取样点的误差，会造成幅度失真，相位飘移点的误差，会造成幅度失真，相位飘移(phase shift),ICI等影响。等影响。（2）传送接收端的相对运动的督普勒效应也会造成相位）传送接收端的相对运动的
42、督普勒效应也会造成相位carrier phase offset，在产生高频载波时由于都会有起，在产生高频载波时由于都会有起始相位，所以很难用人为因素使传送端高频载波和接收端始相位，所以很难用人为因素使传送端高频载波和接收端载波完全同步。载波完全同步。（3）由于）由于OFDM信号是由多个调制后的子载波信号的线性信号是由多个调制后的子载波信号的线性叠加，因此可能会造成比平均信号准位高的瞬间尖峰信号，叠加，因此可能会造成比平均信号准位高的瞬间尖峰信号，进而产生高峰值对均值功率比效应。进而产生高峰值对均值功率比效应。（4）phase offset传送升频及接收端降频载波的频率不同传送升频及接收端降频载波的频率不同步，会造成步，会造成carrier frequency offset。传送及接收端的相。传送及接收端的相对运动所产生的对运动所产生的doppler shift也会产生也会产生CFO。OFDM的主要应用的主要应用（1）数字声广播工程（）数字声广播工程（DAB）（2）HFC网网（3）移动通信）移动通信
