多进制数字调制系统设计和实现 计算机科学与技术专业VIP专享VIP免费

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=RB2bit/sRb=logNbit/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=2kK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。(C)波形:(D)表达式:ePSK==式中：——受调相位。M进制用M种不同相位来表征。an=cosbn=sin(3)QPSK(QDPSK)信号的产生与解调(a)QPSK(QDPSK)信号的产生调相法：相位选择法：(b)QDSK（QDPSK）信号的解调QPSK——相干解调：QDPSK——相干解调差分相干解调：（4）功谱密度及系统的带宽：QPSK（QDPSK）调制可以看作两个正交的2PSK调制的合成，故两者的功谱密度分布规律相同。系统的带宽：B4PSK=QPSK（4PSK）APK是目前研究和应用较多的一种调制方式。1．幅相键控信号的一般表示式为：eAPK(t)==式中：——受调相位.An——受调幅度.Xn=AncosYn=-Ansin*APK信号可看作两个正交调制信号之和。*APK也称作为星座调制。*研究较多,并被建议用于数字通信中的一种APK信号,是正交振幅调制(QAM)信号。2.正交振幅调制(QAM)(1)定义:用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制,利用已调信号在同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.(2)正交振幅调制表示式为:eQAM(t)=m1(t)cosct+mQ(t)sinc(t)QAM解调——与QPSK信号形相同，可采用相干检测法解调。系统误码率——与QPSK信号相干解调时系统误码率性能相同。载波同步技术直接法（自同步法）、插入导频法（外同步法）1．插入导频法在抑制载波系统中，无法从接收信号中直接法提取载波，如DSB信号、2PSK信号、VSB信号、SSB信号等。这些信号可以本身不含有载波或虽然含有载波但不易取出，对于这些信号可以用插入导频法。发端导频应采用正交插入。2直接法（自同步法）可分为：非线性变换——滤波法、特殊锁相环法。（1）平方变换法平方变换法提取同步载波此法适合于抑制载波的双边带信号。设输入是2PSK信号，经过平双律部件后，通过窄带滤波器取出2fc频率成分，经二分频率成分——同步载波。如果二分频电路处理不当，“相位模糊”，即“反向工作”。对2DPSK则不存在相位模糊的问题。（2）平方环法为了改善平方变换的性能，使恢复的相干载波更为纯净，常常在非线性处理之后加入锁相环。平方环法提取载波得到了广泛的应用。（3）同相一正交环法（科斯塔斯环）科斯塔斯（Costas）环的原理图这种环路中，压控振荡器提供两路相互正交的载波，与输入信号分别在同相和正交两个鉴别相器中进行鉴相得v3、v4中的数字信号，经低通滤波器后得到v5、v6，再送到一个乘法器相乘，去掉v5、v6中的数字信号，得到反映VCO与输入载波相位之差的误差控制信号v7。输入信号为：x(t)cosct同相与正交两鉴相器的本地参考信号分别为：v1=cos(wct+θ)v2=sin(wct+...