【正文】 M 1 6 P S K QIQI假設(shè)已調(diào)信號的最大幅度為 1 － MPSK星座圖上信號點之間的最小距離為 2 s inM P S Kd M???? ???? － MAQM信號點之間的最小距離為 22211M Q A MdLMML???????????4 M Q A M M P SKM d d??時 ， 有 － MQAM的抗干擾能力強于 MPSK 2021年 6月 17日 85 MPSK與 MQAM比較 星座圖：在平面坐標(biāo)系中，矢量端點的分布圖 —— 矢量端點：信號點 例： 16PSK信號：星座圖上信號點等距離（弧 d）， 等角度（ 2π/M）地分布在圓上 MPSK星座圖上信號點間的最小距離： d/2 = Sin2π/M2 = Sinπ/M—— dMPSK= 2 Sinπ/M 16QAM信號：星座圖上信號點均勻地分布在半徑為 1圓內(nèi)為矩形的整個平面上 MQAM星座圖上信號點間的最小距離： x = y； x2 + y2 = 1； x = y = 1/21/2 水平：最外二點間距離： 2x = 21/2 垂直：最外二點間距離： 2y = 21/2 信號點均勻分布在的矩形內(nèi)；水平信號點 L；垂直信號點 L； M=L2—— L=M1/2 dMQAM = 21/2/(L1) M = 4時： dMPSK = dMQAM —— 星座圖相同 M 4時： dMPSK dMQAM —— 說明 MMQAM的抗干擾能力優(yōu)于 MPSK 2021年 6月 17日 86 MQAM調(diào)制 一般采用正交調(diào)制方式 調(diào)制過程表明 MQAM 可以看成是兩個正交抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號的疊加，因此它的功率譜應(yīng)和 MPSK、MASK一樣，理想情況下其頻譜利用率為 HzsbM ?/)( l o g 22021年 6月 17日 87 MQAM解調(diào) MQAM 信號的解調(diào)可采用正交的相干解調(diào) 以 16QAM為例 下判上判 xxaxa???21???上 判0 判1 0下 判0 02021年 6月 17日 88 最小頻移鍵控（ MSK） MSK－一種能夠產(chǎn)生恒定包絡(luò)、連續(xù)相位信號的調(diào)制稱為最小頻移鍵控，常簡寫為 MSK。 Rb（ m） = Rb = Rs log2 M ； B m = Bb/log2 M 當(dāng)兩者碼元速率相同時，兩者帶寬相同； MPSK信號的信息速率是 2PSK信號的 log2M倍。 2021年 6月 17日 62 2FSK A點為窄帶高斯， B點將出現(xiàn)兩種情況 －有信號時，為萊斯分布 －無信號時，為瑞利分布 0 2 )(e x p)()( 202221 ??????????????? ???? xxAIAxxxprpnn，??0 2e x p)()( 2222 ????????? xxxxprpnn，－ ??2021年 6月 17日 63 2FSK的最佳非相干接收 誤比特率 212, 2 1 1 1 2 2 1 201( ) ( ) ( ) e x p24b N C F S K rr nAP P r r p r p r d r d r????????? ? ? ? ??????? ????理想情況下，帶通濾波器的帶寬為 1T因此，噪聲平均功率為 2 0n nT? ?采用匹配濾波器時，包絡(luò)檢波器輸出端在 t＝ T時的信號幅度為 ? ?2/bA E T?將信號的幅度值 A和噪聲平均功率值分別帶入誤比特率算式，有： ,01 e x p22bb N C F S KEPn???? ????2021年 6月 17日 64 2ASK的最佳非相干接收 有信號時為萊斯分布，無信號時為瑞利分布。定義一個新變量： 12IIv A n n? ? ?v的概率密度函數(shù)為： ? ?? ? 21 221( ) e xp2( 2 )22vApv???????? ????同理，當(dāng)發(fā)送信號 0時，也可得到類似的結(jié)果，此時 12( ) ( ) ( )IIy t n t A n t? ? ?得到 v的概率密度函數(shù)為 ? ? 20 221( ) e x p2 ( 2 )2 ( 2 )vApv????????????FSK的誤比特率為： 012 011( ) ( )22bP p v d v p v d v??????? 令 載波為 ω 1和 ω 2兩種情況下，信號的錯誤概率相同，有： ? ? 22201 e xp2( 2 )2 ( 2 )bvAP dv???? ????? ?????引入新變量 22vAz???帶入誤碼率公式： ? ?2 22 22/2 1 e xp2 2b A z A AP dz Q Q Q r? ?? ?? ??????? ? ? ? ????????? ?????2021年 6月 17日 40 非相干 FSK的誤比特率 當(dāng)收到頻率為 ω 1的信號時， BPF1的輸出是信號和窄帶高斯噪聲的疊加。 2021年 6月 17日 29 通信系統(tǒng)的抗噪聲性能指的是系統(tǒng)克服加性噪聲影響的能力。B(t)cosφ≈(1/2)B(t)cosφ 下通道： S(t) 常用的載波恢復(fù)電路有兩種，分別為平方環(huán)電路和科斯塔斯環(huán)電路。 ? 頻譜寬度是基帶的二倍。 2021年 6月 17日 4 （ 2ASK） 在幅度鍵控中載波幅度是隨著調(diào)制信號而變化。二進制情況下， 1對應(yīng)于載波頻率 f1， 0對應(yīng)于載波頻率 f2。cos(2πfct +φ) = B(t)cos(2πfct) 當(dāng) φ0時， cos(φ) = cosφ≈1， sin(φ) = sinφ≈φ上下通道極性相反，產(chǎn)生一相反控制信號 ud使 VCO的振蕩器輸出載波的相位朝著 φ增大的方向 變化。 DPSK方式采用差動編碼沒有固定的參考相位就避免了接收機載波相位同步的麻煩。它能消除噪聲積累。 cosω2t cosω1t dt 0 = 1/T B ( t )01320 0 012310S 4 A S K ( t )4 A S K 調(diào) 制 的 波 形調(diào)制方法與 2ASK相同 但需將二電平的基帶信號轉(zhuǎn)變?yōu)?M電平的基帶信號 要求： 已調(diào)信號的幅度與基帶信號的幅度成正比 —— 調(diào)制器在調(diào)制范圍內(nèi)是線性的 MASK信號的解調(diào)與 2ASK信號的解調(diào)相同 —— 包絡(luò)檢波或相干檢波 2021年 6月 17日 73 多進制相移鍵控（ MPSK） 載波相位有 M種取值。 MSK是 2FSK的一種特殊情況，它具有正交信號的最小頻差，在相鄰符號交界處相位保持連續(xù)。 當(dāng)信息速率相同時， MPSK信號的帶寬是 2PSK信號帶寬的 1/log2M,即頻帶利用率提高為 log2M倍。如果由于發(fā)射和接收設(shè)備不穩(wěn)定，傳輸路徑不確定，濾波器的相位與信號的相位不匹配，最大值輸出將不出現(xiàn)在在 t = T抽樣時刻，因此，在缺少相位先驗知識的情況下，為了避免在在 t = T時刻得到偏離最大峰值的抽樣值，最好的辦法是提取輸出信號包絡(luò)，因為包絡(luò)與相位失配完全無關(guān)，在 T時刻包絡(luò)值仍是最大的。即產(chǎn)生一個錯誤的概率就是y(t)0的概率。 在 DPSK接收機中參考信號就是信號波形本身，受到加性噪聲的干擾，使檢測的性能差于 PSK系統(tǒng)。 注意：上通道輸出 (1/2)B(t)[cosφ+ cos(4πfct +φ)] 經(jīng)低通后為： (1/2) 2PSK信號只能采用相干解調(diào)方式 2021年 6月 17日 17 2PSK調(diào)制 2021年 6月 17日 18 2PSK解調(diào) 2PSK信號必須采用相干解調(diào) 相干解調(diào)需要考慮載波，要求同頻同相，載波必須從信號中提取，需要采用非線性變換 。 時域表達式 ? —— 載波幅度 ? —— 載波頻率 ? —— 二進制數(shù)字信息 ( ) c osO O K n cs t a A t??Ac?na1 , P0Pna?? ??出 現(xiàn) 概 率 為， 出 現(xiàn) 概 率 為 1 －2021年 6月 17日 5 2ASK ? ??nsn nTtgatB )()(典型波形如下 調(diào)制信號可以是具有一定波形的二進制序列，即 2021年 6月 17日 6 2ASK ? Ts —— 信號間隔 ? g(t)—— 調(diào)制信號的時間波形 二進制幅度鍵控信號的時域表達式 功率譜密度 tnTtgaS cnsnA S K ?co s)( ?????? ?? ?? ?1( ) ( ) ( )4A S K B c B cP P P? ? ? ? ?? ? ? ?PP 由圖可見 ? 它是基帶信號頻譜向 fc和 fc兩邊平移。最簡單的形式是載波在二進制調(diào)制信號 1或 0的控制下通或斷 —— 通 斷鍵控（ OOK）。 時域表達式 如果 g(t)為單個矩形脈沖，則 2FSK波形如下： 2 1 2( ) ( ) c o s ( ) c o sF S K n s n snnS t a g t n T t a g t n T t??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???的反碼是 nn aa0 , 1,na?? ??概 率 為 P概 率 為 1P1 , 0,na?? ??概 率 為 P概 率 為 1P二進制頻移鍵控信號可看成是兩個不同載頻的 ASK信號之和，2FSK信號還可以表示為 ： 11222( ) c o s 2( ) c o s 2F S Ks t A fss t A f????? ???設(shè)兩個載頻的中心頻頻率為 fc,頻差為 Δ f，即： 1221