第七章數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一優(yōu)選第七章數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一第7章數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)7.1引言7.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理7.3二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能7.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)7.5現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)7.6*數(shù)字調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.1引言數(shù)字通信系統(tǒng)有兩種方式，即數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)和數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)。由于數(shù)字基帶信號(hào)具有低通性質(zhì)，要求信道也具有低通形式的傳輸特性，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的直接傳輸。而某些帶通性質(zhì)的信道，如：無(wú)線信道，往往不能直接傳輸數(shù)字信號(hào)，需要采用調(diào)制技術(shù)，將數(shù)字基帶信號(hào)通過(guò)調(diào)制技術(shù)變換為適于信道傳輸?shù)臄?shù)字頻帶信號(hào)才能進(jìn)行傳輸，因此數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)也叫數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)可以采用鍵控方法實(shí)現(xiàn)，根據(jù)已調(diào)信號(hào)參數(shù)改變類型的不同，數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)可以分為幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。其中幅移和相移鍵控屬于線性調(diào)制，而頻移鍵控屬于非線性調(diào)制?，F(xiàn)在是4頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理

理論上，只要把數(shù)字信號(hào)看成一般的模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，在接收端再無(wú)失真地恢復(fù)出來(lái)，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的載波傳輸。從原理上講，數(shù)字調(diào)制可以采用模擬調(diào)制方法，數(shù)字調(diào)制是用載波信號(hào)的某些參數(shù)的離散狀態(tài)來(lái)表征所傳送的信息，在接收端也只是對(duì)載波信號(hào)的相應(yīng)參量進(jìn)行檢測(cè)，從而判決發(fā)送的是什么數(shù)字信息。根據(jù)已調(diào)信號(hào)參數(shù)改變類型的不同，數(shù)字調(diào)制可以分為：幅移鍵控（ASK）：幅度攜帶數(shù)字信息。頻移鍵控（FSK）：頻率攜帶數(shù)字信息。相移鍵控（PSK）：相位攜帶數(shù)字信息?，F(xiàn)在是5頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的三種形式現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.2.1二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK)

1．2ASK信號(hào)的產(chǎn)生與時(shí)域表達(dá)2ASK信號(hào)的產(chǎn)生方法有兩種，如圖7-2所示。一種是模擬調(diào)制法，即按照模擬調(diào)制原理來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，只需將調(diào)制信號(hào)由模擬信號(hào)改成數(shù)字信號(hào)。另一種是鍵控調(diào)制法，即根據(jù)數(shù)字信號(hào)的不同控制信號(hào)的有和無(wú)來(lái)表征數(shù)字信號(hào)。

圖7-22ASK信號(hào)的兩種產(chǎn)生方法現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一2ASK信號(hào)的表達(dá)式

根據(jù)圖7-2（a）可知，表達(dá)式的形式為

式中

是矩形函數(shù)。（7-1）現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一2．2ASK信號(hào)的波形二進(jìn)制幅移鍵控（2ASK）是指高頻載波的幅度受調(diào)制信號(hào)的控制，而頻率和相位保持不變。用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的“1”和“0”控制載波的通和斷，所以又稱通—斷鍵控OOK（On—OffKeying），其時(shí)域波形如圖7-3所示。圖7-32ASK信號(hào)波形現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一

圖7-4是實(shí)測(cè)波形。載波頻率為2.2MHz，碼元速率為170.5kbit/t。從圖中可以看出，已調(diào)信號(hào)成通斷狀態(tài)，并且，載波頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碼元速率，在一個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)，有多個(gè)載波周期，且載波周期與碼元寬度沒(méi)有整倍數(shù)的關(guān)系，這是實(shí)際應(yīng)用時(shí)常見(jiàn)的波形。

圖7-42ASK信號(hào)實(shí)測(cè)波形現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一3．2ASK信號(hào)的頻譜根據(jù)前面章節(jié)的討論，一個(gè)由單極性不歸零碼（NRZ）表示的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，其功率譜結(jié)構(gòu)如圖7-5所示。要研究2ASK信號(hào)的功率譜，可對(duì)式(7-1)進(jìn)行分析。2ASK信號(hào)的功率譜如圖7-5（b）所示，圖中（a）是調(diào)制信號(hào)的功率譜，圖中（b）是已調(diào)信號(hào)的功率譜，2ASK信號(hào)經(jīng)過(guò)載頻搬移，處于載頻附近，并占據(jù)一定的帶寬。圖7-52ASK信號(hào)的功率譜(7-3)現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一

從圖7-5中可見(jiàn)，2ASK信號(hào)的功率譜包含連續(xù)譜和離散譜，其中，連續(xù)譜是數(shù)字基帶信號(hào)s(t)經(jīng)線性調(diào)制后的雙邊帶頻譜，而離散頻譜為載波分量，出現(xiàn)在±fc處；2ASK信號(hào)的頻帶寬度B2ASK，可以通過(guò)數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜來(lái)確定。假定數(shù)字基帶信號(hào)的傳碼率為RB，則NRZ碼元持續(xù)時(shí)間為從而得到2ASK信號(hào)的帶寬為的倒數(shù)來(lái)計(jì)算，即數(shù)字基帶信號(hào)帶寬的2倍

(7-4)現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-62ASK信號(hào)功率譜

在實(shí)際系統(tǒng)中，測(cè)量信號(hào)的功率譜可以確定信號(hào)的頻率范圍。圖7-6給出了用頻譜分析儀測(cè)得的2ASK信號(hào)功率譜圖。RB2RB3RB

現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一（a）2ASK系統(tǒng)非相干接收原理框圖(b)對(duì)應(yīng)(a)中各點(diǎn)的波形圖7-72ASK信號(hào)非相干接收原理框圖及各點(diǎn)波形4．2ASK信號(hào)的解調(diào)現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一(a)原理框圖(b)對(duì)應(yīng)（a）中各點(diǎn)的波形圖7-82ASK信號(hào)相干接收原理框圖及各點(diǎn)波形現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.2.2二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK)1．2FSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）是指載波的頻率受調(diào)制信號(hào)的控制，而幅度和相位保持不變。其表達(dá)式為：

(7-6)這里，和是的取反。分別表示第n個(gè)碼元信號(hào)的初始相位，則2FSK信號(hào)可以表示另一種形式為

(7-7)現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一2．2FSK信號(hào)的產(chǎn)生由式（7-7）可知，一個(gè)2FSK信號(hào)可看作兩個(gè)不同頻率2ASK信號(hào)的合成。同樣也存在兩種產(chǎn)生方法，即模擬調(diào)制方法產(chǎn)生2FSK信號(hào)和鍵控方法產(chǎn)生2FSK信號(hào)，如圖7-9所示。(a)模擬調(diào)制方法(b)鍵控方法圖7-92FSK信號(hào)的兩種產(chǎn)生方式現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-102FSK信號(hào)的產(chǎn)生現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-11為2FSK的實(shí)測(cè)波形。數(shù)字“1”的頻率，數(shù)字“0”的頻率，兩個(gè)頻率差別較大。在數(shù)字碼元變化使頻率轉(zhuǎn)換時(shí)，波形的過(guò)渡不平滑，即頻率切換的過(guò)程導(dǎo)致波形不連續(xù)。圖7-112FSK信號(hào)的實(shí)測(cè)波形現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一3．2FSK信號(hào)的功率譜2FSK信號(hào)的功率譜可根據(jù)2ASK信號(hào)功率譜的表達(dá)式得到，用兩個(gè)分別位于中心頻率為f1和f2的2ASK來(lái)表示，即：（7-8）（a）2FSK信號(hào)的頻譜現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一(1)(2)(3)(b)兩個(gè)頻率差對(duì)功率譜的影響圖7-122FSK信號(hào)的功率譜圖7-12（a）是2FSK信號(hào)的功率譜。特點(diǎn)是，第一：2FSK信號(hào)的功率譜與2ASK信號(hào)的功率譜相似，同樣包含連續(xù)譜和離散譜。其中，連續(xù)譜由兩個(gè)雙邊譜疊加而成，而離散譜出現(xiàn)在兩個(gè)載頻位置和的位置；

第二：連續(xù)譜的形狀隨著差值的大小而異。觀察圖7-12(b)圖中的（1）、（2）和（3），其形狀有什么區(qū)別呢？

現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一當(dāng)出現(xiàn)單峰，出現(xiàn)雙峰，只有時(shí)雙峰完全分離。通信中，常見(jiàn)的是的情況，分開(kāi)的雙峰便于采用帶通濾波器來(lái)分離兩個(gè)頻率，以減少相互影響，實(shí)現(xiàn)正確接收。由圖7-12我們可以定義2FSK的頻譜寬度為

(7-9)RB為傳碼率?，F(xiàn)在是22頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一

圖7-13是實(shí)測(cè)2FSK的功率譜圖。數(shù)字“1”的頻率f1=2.21kHz，數(shù)字“0”的頻率是f2=1.105kHz，兩個(gè)頻率差別較大，其功率譜的范圍也非常寬。RB2RB3RB圖7-132FSK信號(hào)的實(shí)測(cè)功率譜現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一4．2FSK信號(hào)的解調(diào)2FSK的解調(diào)也可以分為非相干接收法（包絡(luò)檢波）和相干接收法，以及過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)法，分別如圖7-14、圖7-15和圖7-16所示。非相干接收法（包絡(luò)檢波）和相干接收法其原理和2ASK解調(diào)時(shí)相同，只是這里使用兩套電路。各點(diǎn)的波形可以參考ASK解調(diào)的結(jié)果。圖7-142FSK非相干解調(diào)方框圖現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-152FSK相干解調(diào)方框圖現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一2FSK另外一種常用而簡(jiǎn)便的解調(diào)方法是過(guò)零檢波解調(diào)法，其解調(diào)原理框圖及各點(diǎn)時(shí)間波形如圖7-16（a）和（b）所示。(a)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)解調(diào)2FSK框圖（b）各點(diǎn)波形圖7-162FSK信號(hào)的過(guò)零檢測(cè)法現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.2.3二進(jìn)制相移鍵控(2PSK)

相移鍵控是利用載波相位的變化來(lái)傳輸數(shù)字信息，通?？梢苑譃榻^對(duì)相移鍵控（2PSK）和相對(duì)相移鍵控（2DPSK）兩種方式。1．2PSK信號(hào)時(shí)域表達(dá)一般地，如果二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)為“1”和“0”，分別用載波固定的相位0和這兩個(gè)離散值（或者相反的規(guī)定）來(lái)表示，而其幅度和頻率保持不變，這種調(diào)制方式就稱為二進(jìn)制絕對(duì)相移鍵控。2PSK信號(hào)的表達(dá)式為(7-10)式中：現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一如圖7-17所示。圖中所有數(shù)字信號(hào)“1”碼對(duì)應(yīng)載波信號(hào)的0相位，而“0”碼對(duì)應(yīng)載波信號(hào)的相位（也可以相反地規(guī)定）。圖7-172PSK信號(hào)的典型時(shí)間波形現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一(a)2PSK實(shí)測(cè)波形(b)2PSK波形展開(kāi)圖7-182PSK實(shí)測(cè)波形圖7-18為實(shí)測(cè)的2PSK波形。圖7-18（a）中的載波頻率為fc=2.2MHz，碼元速率為170.5kbit/s。在相位發(fā)生跳變的點(diǎn)不一定剛好趕上載波過(guò)零點(diǎn)，只有數(shù)字信號(hào)的持續(xù)時(shí)間Ts與載波周期之間為整數(shù)倍時(shí)，才能出現(xiàn)圖7-17畫出的波形。現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一2．2PSK信號(hào)的產(chǎn)生(a)模擬調(diào)制方法(b)鍵控方法圖7-192PSK的實(shí)現(xiàn)方式2PSK信號(hào)的產(chǎn)生可以采用兩種方法實(shí)現(xiàn)。一種是如圖7-19（a）所示的模擬調(diào)制法，二進(jìn)制數(shù)字序列經(jīng)碼型變換，由單極性碼形成雙極性不歸零碼，與載波相乘而產(chǎn)生2PSK信號(hào)。另一種是如圖7-19（b）所示的鍵控法。注意：繪制已調(diào)波形時(shí)，每一個(gè)碼元起始時(shí)刻的相位取決于載波的相位，而與上一個(gè)碼元的末相無(wú)關(guān)?，F(xiàn)在是30頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一3．2PSK信號(hào)的頻譜特性2PSK信號(hào)是否可以看成特殊的2ASK信號(hào)？當(dāng)然可以，只是把2ASK時(shí)的數(shù)字基帶信號(hào)的單極性碼變換為雙極性碼即可。因此，其頻率譜表達(dá)式為

(7-12)

上式中是數(shù)字基帶信號(hào)波形的功率譜密度，為雙極性矩形脈沖序列。2PSK的信號(hào)帶寬與2ASK信號(hào)相同(7-13)

現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一RB2RB3RBfc圖7-202PSK信號(hào)的實(shí)測(cè)功率譜圖圖7-20是2PSK實(shí)際功率譜圖，對(duì)應(yīng)圖7-18的信號(hào)波形，中心頻率為fc=2.2MHz，碼元速率為170.5kbit/s?？v坐標(biāo)的刻度為每格10dB?，F(xiàn)在是32頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一4．2PSK信號(hào)的解調(diào)2PSK信號(hào)的解調(diào)采用相干解調(diào)，2PSK相干解調(diào)原理框圖和各點(diǎn)波形分別如圖7-21（a）和（b）所示。同樣，在圖7-21（b）的波形圖中，d點(diǎn)的波形與發(fā)送的波形對(duì)比也是失真的，但是，經(jīng)判決之后恢復(fù)出來(lái)的數(shù)字信號(hào)與發(fā)端的完全相同?，F(xiàn)在是33頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一（a）原理框圖（b）各點(diǎn)波形圖7-212PSK信號(hào)接收原理框圖及各點(diǎn)波形現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一5．二進(jìn)制相對(duì)移相鍵控（2DPSK）絕對(duì)調(diào)相方式中，發(fā)送端是以未調(diào)載波相位作基準(zhǔn)，然后用已調(diào)載波相位相對(duì)于基準(zhǔn)相位的絕對(duì)值（0或1）來(lái)表示數(shù)字信號(hào)，因而在接收端也必須有這樣一個(gè)固定的基準(zhǔn)相位作參考。如果這個(gè)參考相位發(fā)生變化（0→π或π→0），則恢復(fù)的數(shù)字信號(hào)也就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤（“1”→“0”或“0”→“1”）。這種現(xiàn)象通常稱為2PSK方式的“倒π現(xiàn)象”或“反相工作方式”。采用相對(duì)移相鍵控（2DPSK）可以克服反相工作。相對(duì)移相鍵控（2DPSK）是利用前后相鄰碼元載波相位的相對(duì)變化來(lái)表示數(shù)字信號(hào)?，F(xiàn)在是35頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-222DPSK波形與2PSK的波形的對(duì)比現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-232DPSK信號(hào)的實(shí)測(cè)波形圖7-23是2DPSK信號(hào)的實(shí)測(cè)波形。其載波頻率為fc=2.2MHz，碼元速率為170.5kbit/s，從圖中可以看出，數(shù)字信號(hào)為“1”（高電平）時(shí)，已調(diào)信號(hào)發(fā)生相位跳變，而數(shù)字信號(hào)為“0”（低電平），沒(méi)有發(fā)生相位跳變。相對(duì)碼與絕對(duì)碼（原始信息）之間的關(guān)系滿足前面章節(jié)介紹的規(guī)則，即（7-14）（7-15）現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一無(wú)論接收信號(hào)是2DPSK還是2PSK信號(hào)，單從接收端看是區(qū)分不開(kāi)的。2DPSK信號(hào)的功率譜密度和2PSK信號(hào)的功率譜密度是完全一樣的。圖7-24是兩種產(chǎn)生2DPSK信號(hào)原理框圖。也有兩種方法，即模擬調(diào)制法和鍵控法。（a）模擬調(diào)制方法（b）鍵控方法圖7-242DPSK的實(shí)現(xiàn)方式現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一相干解調(diào)法的原理先對(duì)2DPSK信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)，恢復(fù)出相對(duì)碼，再通過(guò)碼反變換器變換為絕對(duì)碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息，如圖7-25所示。現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一(a)原理框圖(b)各點(diǎn)波形圖7-252DPSK的相干解調(diào)及各點(diǎn)波形現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一差分相干解調(diào)圖7-26所示是2DPSK信號(hào)的差分相干解調(diào)(相位比較)法，解調(diào)器原理圖和解調(diào)過(guò)程各點(diǎn)時(shí)間波形如圖7-26（a）和（b）所示。其解調(diào)原理是：直接比較前后碼元的相位差，從而恢復(fù)發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。由于解調(diào)的同時(shí)完成了碼反變換過(guò)程，故解調(diào)器中不需要碼反變換器。同時(shí)差分相干解調(diào)方式不需要專門的相干載波，因此屬于一種非相干解調(diào)方法?，F(xiàn)在是41頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一(a)原理框圖（b）各點(diǎn)波形圖7-262DPSK的差分相干解調(diào)及各點(diǎn)波形現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一說(shuō)明1、因?yàn)?DPSK可看成是相對(duì)碼bk的2PSK，所以它與2PSK的表達(dá)式相同；由于基帶形狀只與信號(hào)g(t)有關(guān)，所以2DPSK與2PSK的功率譜和帶寬都相同。2、2DPSK系統(tǒng)是一種實(shí)用的數(shù)字調(diào)相系統(tǒng)，適用于中高速數(shù)據(jù)傳輸，其抗噪聲性能比2PSK的稍差，但影響不大?，F(xiàn)在是43頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一練習(xí)試畫出數(shù)字信息101100對(duì)應(yīng)的2ASK，2FSK，2PSK和2DPSK信號(hào)的波形圖?，F(xiàn)在是44頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.3二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能1.衡量指標(biāo)

誤碼率Pe

=接收的錯(cuò)誤碼元數(shù)/發(fā)出的總碼元數(shù)2.數(shù)字通信系統(tǒng)誤碼率計(jì)算方法與上一章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)誤碼率計(jì)算方法類似（1）建立誤碼率分析模型（即接收機(jī)模型）（2）計(jì)算結(jié)果現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一誤碼率計(jì)算方法第一步：建立模型GR(f)抽樣判決{an}x(t)s(t)n(t)定時(shí)對(duì)于數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)

對(duì)于數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)

解調(diào)器抽樣判決{an}x(t)

各種已調(diào)信號(hào)如2ASK、2FSK、2PSK、2DPSKn(t)定時(shí)說(shuō)明：調(diào)制和解調(diào)方法不同都會(huì)對(duì)判決結(jié)果產(chǎn)生影響現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一x(t)>Vb

，判“1”x(t)<Vb

，判“0”Vb為判決門限電平x（t）為進(jìn)入抽樣判決器的信號(hào)發(fā)1時(shí)，發(fā)0時(shí)，x(t)>Vb

正判x(t)<Vb

誤判x(t)>Vb誤判x(t)<Vb正判判決規(guī)則現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一

第二步：計(jì)算差錯(cuò)概率（1）Pe=P(1)Pe1+P(0)Pe0

總誤碼率（2）（3）確定f1（x）、f0(x)、vb誤碼率計(jì)算方法(續(xù)）現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.3.12ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能在2ASK系統(tǒng)中，設(shè)發(fā)送端的輸出信號(hào)，信道噪聲為在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)，無(wú)論接收端采用相干接收還是非相干接收方法，收到的信號(hào)和噪聲的混合波形經(jīng)過(guò)帶通濾波器后，輸出為它滿足式(7-17)，即(7-17)式中a是考慮由于信道影響使幅度A衰減后的值?，F(xiàn)在是49頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一由于

是經(jīng)過(guò)帶通濾波器后的信號(hào)，是一個(gè)窄帶高斯過(guò)程，設(shè)均值為0、方差為,即則，表達(dá)式為(7-18)現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一1．相干解調(diào)抗噪性能2ASK相干接收系統(tǒng)框圖重新繪制，并增加噪聲項(xiàng)，如圖7-27所示。圖中s2ASK(t)信號(hào)和噪聲n(t)經(jīng)過(guò)信道相加到達(dá)接收端，噪聲經(jīng)帶通濾波器后輸出為窄帶噪聲，接收的混合信號(hào)輸入乘法器與本地載波相乘后，得式中去掉了系數(shù)1/2。(7-19)在抽樣判決器輸入端d點(diǎn)的波形x(t)可以表示為(7-20)現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-27相干接收2ASK系統(tǒng)框圖及各點(diǎn)信號(hào)定義系統(tǒng)總誤碼率一般公式Pe為

式中，P(1)、P(0)分別表示發(fā)“1”碼和發(fā)“0”碼的概率；Pe0和Pe1是數(shù)字“1”和“0”誤碼的概率。(7-21)在發(fā)送數(shù)字“1”時(shí)，按照判決規(guī)則，并設(shè)定判決門限為vT,在x(t)＞vT時(shí)，判決為“1”，因噪聲干擾，當(dāng)x(t)＜vT的情況發(fā)生時(shí)，判決就會(huì)發(fā)生誤碼。因此，“1”誤碼為“0”的概率為(7-22)現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一發(fā)送數(shù)字“1”時(shí)p1(x)的形式。根據(jù)式(7-20)，得從第二章的知識(shí)可知，x(t)服從均值為a，方差為的正態(tài)分布，即進(jìn)行變量代換，令

（7-26）現(xiàn)在是53頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一同樣，在發(fā)端發(fā)送數(shù)字“0”時(shí)，正確接收時(shí)x(t)＜vT，應(yīng)該判決為“0”。因噪聲干擾可能造成的誤碼，其發(fā)生的情況是在x(t)＞vT時(shí)出現(xiàn)。因此，誤碼概率為表達(dá)式為（7-27）從第2章的知識(shí)可知，x(t)服從均值為0，方差為的正態(tài)分布，即則式（7-29）經(jīng)過(guò)變量代換，其結(jié)果與式（7-26）相似，即（7-30）再假定P(1)=P(0)=1/2，總的誤碼概率為(7-31)現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一判決門限vT的不同影響誤碼率的大小，因此，為了得到最小的誤碼率，需要確定最佳判決門限，Pe達(dá)到最小。可以利用求極小值方法確定。（7-32）令進(jìn)一步求解式（7-32），得或者兩邊取對(duì)數(shù)，整理得

現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一代入式（7-31）中，最后得到最小誤碼率為當(dāng)r＞＞1時(shí)，上式可以近似表示為其中現(xiàn)在是56頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一2．非相干接收時(shí)的抗噪聲性能當(dāng)采用包絡(luò)檢波解調(diào)時(shí)，解調(diào)器模型如圖7-28所示。圖7-28非相干接收2ASK系統(tǒng)原理框圖及各點(diǎn)信號(hào)定義現(xiàn)在是57頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一根據(jù)圖7-28中的標(biāo)注，a點(diǎn)的信號(hào)就是輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)帶通濾波器后的噪聲為窄帶噪聲，混合波形為當(dāng)發(fā)送“1”碼時(shí)，帶通濾波器輸出包絡(luò)為

而發(fā)送“0”碼時(shí)，帶通濾波器輸出的包絡(luò)

首先分析在發(fā)送數(shù)字“1”信號(hào)的情況下誤碼情況。式（7-39）是余弦信號(hào)加窄帶高斯噪聲情況下對(duì)振幅進(jìn)行判決的問(wèn)題，此時(shí)，振幅V(t)服從Rice分布。(7-39)現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一如果沒(méi)有噪聲時(shí)v＞vT，是正確接收，判決為數(shù)字“1”。在有噪聲干擾下，若造成v＜vT的情況出現(xiàn)，數(shù)字“1”被誤判為數(shù)字“0”，因此，“1”錯(cuò)成“0”的誤碼概率Pe1為對(duì)式（7-43）進(jìn)行分析，以求得顯式表達(dá)。利用Q函數(shù)，其定義如下

現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一式（7-43）可以寫成下面分析在發(fā)數(shù)字“0”信號(hào)的情況下的誤碼率。窄帶高斯噪聲的包絡(luò)V(t)服從Rayleigh分布,即(7-46)如果沒(méi)有噪聲，正確接收時(shí)，當(dāng)V＜vT判決為數(shù)字“0”。在有噪聲干擾下，若造成V＞vT的情況出現(xiàn)，判決之后，數(shù)字“0”被誤判為數(shù)字“1”，因此，“0”錯(cuò)成“1”的誤碼概率Pe0為因此，總的誤碼率為

（7-48）（7-47）現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一同樣，判決門限的不同會(huì)影響誤碼率。在大信噪比r＞＞1的條件下（在實(shí)際應(yīng)用中，采用包絡(luò)檢波器的接收系統(tǒng)，都設(shè)計(jì)成工作于大信噪比的情況），當(dāng)P(1)=P(0)=1/2時(shí)，采用如下分析的方法來(lái)確定最佳判決門限。圖7-29非相干接收時(shí)最佳判決門限的確定現(xiàn)在是61頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一表達(dá)式進(jìn)行分析，參見(jiàn)圖7-29中p0(V)曲線與p1(V)曲線，最小誤碼率就是在判決門限的左側(cè)p1(V)曲線下的面積與判決門限的右側(cè)p0(V)曲線下的面積之和，總面積的最小就是誤碼率最小，當(dāng)判決門限處于p0(V)和p1(V)曲線的相交叉點(diǎn)時(shí)，誤碼率達(dá)到最小，對(duì)應(yīng)的幅度值就是最佳判決門限

當(dāng)vT取得最佳判決門限時(shí)，即并且

在P=1/2條件下，可以求得2ASK非相干解調(diào)時(shí)誤碼率結(jié)果，近似為

（7-50）(7-49)式中

現(xiàn)在是62頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一非相干結(jié)果：結(jié)論：對(duì)于2ASK而言，在相同的信噪比條件下，相干解調(diào)法的誤碼性能優(yōu)于包絡(luò)檢波法的性能。對(duì)比相干解調(diào)結(jié)果：其它調(diào)制方式也有此結(jié)論-相干解調(diào)法的誤碼性能優(yōu)于包絡(luò)檢波法的性能?，F(xiàn)在是63頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.3.22FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能

2FSK的解調(diào)同樣可以采用相干解調(diào)和非相干解調(diào)。但是由于2FSK中有兩個(gè)不同的頻率，因此我們?cè)诶媒邮赵砜驁D7-14和圖7-15分析其抗噪聲性能時(shí)，可以認(rèn)為有兩路不同頻率的2ASK信號(hào)，分別通過(guò)框圖中上下兩部分，圖中，帶通濾波器的中心頻率以及本地載波頻率必須和兩路已調(diào)信號(hào)的載頻一致，最后判決器根據(jù)上下兩個(gè)支路解調(diào)輸出信號(hào)的大小做出判決，從而解調(diào)出原始數(shù)字基帶信號(hào)?，F(xiàn)在是64頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一1．2FSK系統(tǒng)相干接收抗噪聲性能2FSK相干接收系統(tǒng)原理框圖即信號(hào)定義如圖7-30所示，根據(jù)該圖推導(dǎo)抗噪聲性能。圖7-30相干接收2FSK信號(hào)及信號(hào)定義現(xiàn)在是65頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一設(shè)發(fā)送數(shù)字信號(hào)為“1”時(shí)，假定輸出f1頻率，則第一支路的乘法器輸出為

（7-51）而第二支路沒(méi)有信號(hào)成分，只有噪聲。要保證這個(gè)條件，一般要求兩個(gè)頻率差別足夠大，或者兩個(gè)支路的信號(hào)具有正交性，都可以使兩個(gè)支路的信號(hào)之間的相互干擾幾乎為零。因此，第二支路的信號(hào)為經(jīng)低通濾波后，得到式（7-51）和式（7-52）輸出結(jié)果為（7-53）

（7-54）（7-52）現(xiàn)在是66頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一在正確接收時(shí)，第一支路信號(hào)幅度要大于第二支路的信號(hào)幅度，即z1(t)＞z2(t)判決為數(shù)字信號(hào)“1”，或者判決為數(shù)字信號(hào)為“1”。如果噪聲干擾使得判決發(fā)生錯(cuò)誤，即出現(xiàn)了z1(t)＜z2(t)，或者從而判決時(shí)造成了誤碼。設(shè)

（7-55）對(duì)式（7-56）進(jìn)行分析可知：隨機(jī)變量、、和都服從正態(tài)分布，

a是常數(shù)，因此，y(t)是這些隨機(jī)變量的線性組合，根據(jù)概率論知識(shí)，正態(tài)分布的隨機(jī)變量其線性組合仍然服從正態(tài)分布。服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量被均值和方差唯一地確定，因此，均值

方差y服從正態(tài)分布

（7-58）現(xiàn)在是67頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一在發(fā)送數(shù)字信號(hào)“1”時(shí)，產(chǎn)生錯(cuò)誤判決的概率為：參見(jiàn)7.3.1節(jié)2ASK非相干接收時(shí)的結(jié)論，得（7-61）上式中的判決門限為0。利用接收系統(tǒng)原理框圖的對(duì)稱性，分析發(fā)送數(shù)字信號(hào)“0”時(shí)誤碼情況與發(fā)送數(shù)字“1”類似，此時(shí)有在形式上，交換了z1(t)和z2(t)的表達(dá)式。因此，在P(0)=P(1)=1/2時(shí)，得到總的誤碼率為（7-64）在大信噪比條件下，得到近似式。（7-65）現(xiàn)在是68頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一2．2FSK信號(hào)非相干接收抗噪聲性能2FSK的解調(diào)也可以采用非相干解調(diào)，即包絡(luò)檢波器解調(diào)，見(jiàn)圖7-31所示，其原理和2ASK非相干解調(diào)時(shí)相同，只是這里使用兩套電路。圖7-312FSK非相干解調(diào)框圖及信號(hào)定義現(xiàn)在是69頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一當(dāng)發(fā)送“1”碼時(shí)，采用包絡(luò)檢波器解調(diào)。在（0，Ts）內(nèi)，由圖7-30可知，上面f1支路的包絡(luò)檢波器輸出的包絡(luò)為v1(t)服從Rice分布，即（7-67）（7-66）下面的f2支路的包絡(luò)檢波器輸出的包絡(luò)v2(t)服從Rayleigh分布，即（7-69）（7-68）現(xiàn)在是70頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一正確接收時(shí)，v1(t)＞

v2(t)。當(dāng)v1(t)＜

v2(t)時(shí)，判決輸出會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，造成誤碼，即

（7-70）令則式(7-70)改寫成現(xiàn)在是71頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一利用Q函數(shù)的性質(zhì)，得到最后的結(jié)果為

（7-72）同理，當(dāng)發(fā)送數(shù)字信號(hào)“0”時(shí)，利用原理框圖的對(duì)稱性，可以得到“0”誤碼為“1”的概率。最后得總的誤碼率為在大信噪比天下，通過(guò)分析來(lái)確定最佳判決門限，參見(jiàn)圖7-29，最后得到誤碼率公式為（7-73）現(xiàn)在是72頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.3.32PSK和2DPSK的抗噪聲性能

1．2PSK系統(tǒng)的抗噪聲性能在2PSK系統(tǒng)中，由于數(shù)字信息被載波的相位所攜帶，因此，不能像2ASK或2FSK那樣，采用幅度檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)解調(diào)，而只能采用相干接收來(lái)解調(diào)，如圖7-32所示，其中增加了噪聲項(xiàng)。圖7-322PSK系統(tǒng)接收框圖和信號(hào)定義現(xiàn)在是73頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一在發(fā)送數(shù)字信號(hào)“1”時(shí)，在圖7-32中的乘法器輸出c點(diǎn)為經(jīng)過(guò)帶通濾波器之后，其輸出d點(diǎn)為（7-74）若經(jīng)過(guò)放大器，可將系數(shù)1/2去掉，即在P(0)=P(1)=1/2條件下，判決門限為0，正確接收時(shí)x(t)＞0，如果因噪聲干擾使得x(t)＜0，判決輸出時(shí)就會(huì)產(chǎn)生誤碼，即“1”錯(cuò)成“0”的誤碼概率為

（7-77）現(xiàn)在是74頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一做變量代換得

（7-78）在發(fā)送數(shù)字“0”時(shí)，情況正好相反。正確接收時(shí)x(t)＜0，如果因噪聲干擾使得x(t)＞0，判決輸出時(shí)就會(huì)產(chǎn)生誤碼，產(chǎn)生“0”錯(cuò)成“1”的誤碼，結(jié)果為綜合式(7-78)和(7-79)，系統(tǒng)總誤碼率為（7-79）（7-80）現(xiàn)在是75頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一當(dāng)r>>1時(shí)，可得

式中，，為碼元信噪比。（7-81）現(xiàn)在是76頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一2．2DPSK系統(tǒng)抗噪聲性能2DPSK不是用載波的絕對(duì)相位值來(lái)表征數(shù)字信號(hào)“1”還是“0”，而是需要同時(shí)考慮兩個(gè)相鄰的碼元。參見(jiàn)圖7-33。假定在一個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)發(fā)送的是“1”，且令前一個(gè)碼元也為“1”碼，則在差分相干解調(diào)系統(tǒng)中加到乘法器的兩路波形分別表示為式中，y1(t)：無(wú)延遲支路的輸入信號(hào)；

y2(t)：有延遲支路的輸入信號(hào)。現(xiàn)在是77頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一在前后碼元都是“1”時(shí)，乘法器輸出經(jīng)過(guò)低通濾波器的信號(hào)x(t)是什么形式呢？利用式（7-82），得

（7-83）經(jīng)低通濾波器濾除高頻部分后，其輸出（并考慮放大器的影響）為

（7-84）現(xiàn)在是78頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一

圖7-332DPSK系統(tǒng)差分相干接收及其各點(diǎn)波形S2DPSK(t)現(xiàn)在是79頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一若規(guī)定數(shù)字信號(hào)為“1”時(shí)，前后碼元相位差為0，見(jiàn)圖7-33中d點(diǎn)的波形，正確輸出x(t)＞0。同樣，若規(guī)定數(shù)字信號(hào)為“1”時(shí)，前后碼元相位差為π，正確輸出x(t)＜0?，F(xiàn)在以規(guī)定數(shù)字信號(hào)為“1”時(shí)，前后碼元相位差為0為準(zhǔn)，當(dāng)有噪聲干擾時(shí)，造成x(t)＜0

，就會(huì)在判決輸出產(chǎn)生“1”錯(cuò)成“0”的誤碼，其誤碼概率為

（7-85）利用恒等式

對(duì)照恒等式，得得到“1”誤判為“0”的誤碼率為（7-86）現(xiàn)在是80頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一再令則式（7-87）為

或者（7-88）現(xiàn)在是81頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一其中，R1和R2分別滿足Rice分布和Rayleigh，即利用FSK非相干接收的結(jié)論，比對(duì)得

（7-90）若當(dāng)前碼元為數(shù)字“0”時(shí)，將使得d點(diǎn)的輸出信號(hào)x(t)＜0，采用相同的分析方法，可以得到最后總誤碼率為式中，（7-91）現(xiàn)在是82頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一3．2DPSK的相干解調(diào)（碼變換）性能在碼變換結(jié)構(gòu)中，接收系統(tǒng)與2PSK完全一樣，只是需要再進(jìn)行碼變換，才能恢復(fù)數(shù)字信號(hào)的原碼。下面分析當(dāng)相干接收產(chǎn)生誤碼時(shí)，對(duì)碼變換的影響情況進(jìn)行分析，如圖7-34所示。圖7-34碼變換時(shí)錯(cuò)誤傳播分析現(xiàn)在是83頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一

如果相對(duì)碼發(fā)生一個(gè)錯(cuò)誤，會(huì)造成錯(cuò)誤傳播，使得恢復(fù)出來(lái)的原碼發(fā)生兩個(gè)錯(cuò)誤；如果連續(xù)發(fā)生兩個(gè)錯(cuò)誤，造成恢復(fù)原碼時(shí)也發(fā)生兩個(gè)錯(cuò)誤；如果連續(xù)發(fā)生三個(gè)錯(cuò)誤，同樣，仍然造成恢復(fù)原碼時(shí)發(fā)生兩個(gè)錯(cuò)誤；以此類推，連續(xù)n個(gè)錯(cuò)誤，都將造成恢復(fù)原碼時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)錯(cuò)誤。分析錯(cuò)誤傳播過(guò)程，見(jiàn)圖7-34的錯(cuò)誤圖樣可知，發(fā)生一個(gè)錯(cuò)誤的概率為P1，同時(shí)發(fā)生兩個(gè)錯(cuò)誤的概率為P2，…，同時(shí)發(fā)生n個(gè)錯(cuò)誤的概率為Pn，當(dāng)相干接收時(shí)的誤碼率為Pe時(shí)，各類錯(cuò)誤情況下的概率分別為

（7-92）現(xiàn)在是84頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一總誤碼率為或者

（7-93）當(dāng)相干接收誤碼率很小時(shí)，(1-Pe)接近于1，因此，碼變換結(jié)構(gòu)近似為相干接收時(shí)的2倍，對(duì)式（7-93）進(jìn)一步化簡(jiǎn)得即

（7-94）現(xiàn)在是85頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一

例：若采用2DPSK方式傳送二進(jìn)制數(shù)字信息，已知發(fā)送端發(fā)出的信號(hào)振幅為5V，輸入接收端解調(diào)器的高斯噪聲功率σ2n=3×10-12W，今要求誤碼率Pe=10-5。試求：

(1)采用差分相干接收時(shí)，由發(fā)送端到解調(diào)器輸入端的衰減為多少？

(2)采用相干解調(diào)—碼反變換接收時(shí)，由發(fā)送端到解調(diào)器輸入端的衰減為多少？解(1)2DPSK方式傳輸，采用差分相干接收，其誤碼率為Pe=10-5

可得r=10.82

又因?yàn)閞=a=現(xiàn)在是86頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一衰減分貝數(shù)為k=20lg=20lg58.06×105=115.9dB（2）采用相干解調(diào)—碼反變換接收時(shí)誤碼率為

Pe≈2P=erfc≈=10-5可得r=9.8a=衰減分貝數(shù)為k=20lg=20lg=116.3dB由分析結(jié)果可以看出，當(dāng)系統(tǒng)誤碼率較小時(shí)，2DPSK系統(tǒng)采用差分相干方式接收與采用相干解調(diào)—碼反變換方式接收的性能很接近?，F(xiàn)在是87頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.3.4二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較1．抗噪聲性能比較

在每一種調(diào)制方式下，相干接收的抗噪聲性能都優(yōu)于非相干接收時(shí)的性能，這是因?yàn)榻邮斩说妮d波在解調(diào)信號(hào)過(guò)程中，通過(guò)相干運(yùn)算抑制了部分噪聲。如采用余弦載波時(shí)，窄帶高斯噪聲的正交分量部分受到了抑制，從而在判決時(shí)減少了噪聲的干擾影響。以2ASK為例

在大信噪比情況下，一般滿足r>>1，使得πr>2，相干接收誤碼率要更小一些。2FSK和2PSK情況相同?，F(xiàn)在是88頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一在不同的調(diào)制方式下，若要求相同誤碼率，則2PSK的抗噪聲性能優(yōu)于2ASK或者2FSK，2PSK可以使信噪比相差4倍。觀察表7-2，從形式上看，2FSK優(yōu)于2ASK，實(shí)際上，在考慮到發(fā)送功率的因素之后，2FSK與2FSK抗噪聲性能相當(dāng)。

r是指碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)的信號(hào)功率與噪聲功率之比，而不是整個(gè)已調(diào)信號(hào)的功率與噪聲功率之比。若將輸入信號(hào)功率與噪聲功率之比代替r，可以研究不同調(diào)制方式的抗噪聲性能差別。

2ASK系統(tǒng)中，由于數(shù)字“0”期間沒(méi)有發(fā)送功率，因此，將數(shù)字“1”的發(fā)送功率平均到整個(gè)時(shí)域后，假定P(1)=P(0)=1/2，則輸入信號(hào)功率和噪聲功率分別為現(xiàn)在是89頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一

信噪比為（7-95）非相干接收2ASK的誤碼率公式變成式（7-96）的形式，即

（7-96）現(xiàn)在是90頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一信噪比為非相干接收2FSK的誤碼率公式變成式（7-98）的形式

對(duì)比式（7-96）和式（7-98），可見(jiàn)他們是相同的。這說(shuō)明在發(fā)送信號(hào)功率和信道噪聲功率都相同的條件下，2ASK系統(tǒng)與2FSK系統(tǒng)的抗噪聲性能相同。而在2FSK系統(tǒng)中，假定P(1)=P(0)=1/2，則輸入信號(hào)功率和噪聲功率分別為（7-97）（7-98）現(xiàn)在是91頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一在實(shí)際應(yīng)用中，2ASK系統(tǒng)得到誤碼率公式是在最佳判決門限條件下獲得的，而其最佳判決門限與接收信號(hào)的幅度有關(guān)，當(dāng)信道衰減經(jīng)常發(fā)生變化時(shí)，也應(yīng)該做出對(duì)應(yīng)的調(diào)整，才能保證獲得最小誤碼率，這在實(shí)際應(yīng)用時(shí)會(huì)遇到困難。而2FSK的判決是上下支路比較，或者用上下支路信號(hào)的差值與0比較，當(dāng)信道衰減變化時(shí)，上下支路的信號(hào)幅度同時(shí)向一個(gè)方向變化，即同時(shí)幅度增加或減小，結(jié)果其差值保持不變，使得誤碼率一直保持在最小誤碼率，從這個(gè)角度看，2FSK比2ASK系統(tǒng)有一定的優(yōu)勢(shì)。在相同的條件下，2PSK系統(tǒng)的抗噪聲性能優(yōu)于2ASK系統(tǒng)和2FSK系統(tǒng)，但是，2PSK系統(tǒng)接收端必須提供同步載波，才能實(shí)現(xiàn)解調(diào)，相對(duì)來(lái)說(shuō)，這是2PSK系統(tǒng)的不足之處?，F(xiàn)在是92頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一調(diào)制方式解調(diào)方式誤碼率r>>1時(shí)Pe表達(dá)式2ASK相干接收非相干接收2FSK相干接收非相干接收2PSK相干接收2DPSK差分相干接收相干接收（碼變換）表7-2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能現(xiàn)在是93頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-35二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)誤碼率曲線現(xiàn)在是94頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一

若傳輸?shù)拇a元時(shí)間寬度為Ts，則2ASK和2PSK(2DPSK)的頻帶寬度近似為2/Ts2FSK系統(tǒng)的頻帶寬度近似為對(duì)比式（7-99）和式（7-100）可見(jiàn)，2FSK的帶寬要大|f1-f2|的部分。（7-99）（7-100）2．頻帶寬度現(xiàn)在是95頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一

在2FSK系統(tǒng)中，判決器是根據(jù)上下兩個(gè)支路解調(diào)輸出樣值的大小做出判決，不需要人為地設(shè)置判決門限，因而對(duì)信道的變化不敏感。在2PSK系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)送符號(hào)概率相等時(shí)，判決器的最佳判決門限為零，與接收機(jī)輸入信號(hào)的幅度無(wú)關(guān)。對(duì)于2ASK系統(tǒng)，判決器的最佳判決門限為a/2，它與接收機(jī)輸入信號(hào)的幅度有關(guān)。接收機(jī)不容易保持在最佳判決門限狀態(tài)?？梢?jiàn)，從對(duì)信道特性變化的敏感程度上看，2ASK調(diào)制系統(tǒng)性能最差。3．對(duì)信道特性變化的敏感性現(xiàn)在是96頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一從設(shè)備復(fù)雜度方面考慮，一般說(shuō)來(lái)，相干解調(diào)因?yàn)橐崛∠喔奢d波，故設(shè)備相對(duì)比較復(fù)雜些，從而使設(shè)備成本也略高，所以除在高質(zhì)量傳輸系統(tǒng)中采用相干解調(diào)外，一般應(yīng)盡量采用非相干解調(diào)方式。4．設(shè)備復(fù)雜度現(xiàn)在是97頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)7.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)在帶寬受限的情況下，如何用低帶寬傳送較高的速率？在理論上，只要將每一波特所攜帶的信息量提高，就能實(shí)現(xiàn)高效傳輸，即多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制理論。采用多進(jìn)制是提高傳輸效率的途徑，與二進(jìn)制調(diào)制方式相比，多進(jìn)制調(diào)制方式的特點(diǎn)是：（1）在相同碼元速率下，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的信息傳輸速率高于二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)；（2）采用多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，判決電平增多，在同樣的噪聲功率干擾下，誤碼率高于二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。現(xiàn)在是98頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.4.1多進(jìn)制振幅鍵控(MASK)

（7-101）1．MASK的時(shí)域表達(dá)M進(jìn)制幅移鍵控信號(hào)中，載波幅度有M種，而在每一碼元間隔Ts內(nèi)發(fā)送一種幅度的載波信號(hào)，因此，MASK的時(shí)域表達(dá)式為式中且有現(xiàn)在是99頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一(a)4ASK已調(diào)信號(hào)的波形(b)64進(jìn)制的信號(hào)波形圖7-36MASK信號(hào)現(xiàn)在是100頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一由于基帶信號(hào)的功率譜的頻帶寬度與其脈沖寬度有關(guān)，而與其脈沖幅度無(wú)關(guān)，所以MASK信號(hào)的功率譜的分析與2ASK的分析相同，其帶寬為（7-102）所以，系統(tǒng)的碼元頻帶利用率為系統(tǒng)的信息頻帶利用率為(7-104)

B/Hz

（7-103）現(xiàn)在是101頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一MASK抗噪聲性能的分析方法與2ASK系統(tǒng)相同。有相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種方式。若M個(gè)振幅出現(xiàn)的概率相等，當(dāng)采用相干解調(diào)和最佳判決門限電平時(shí)，系統(tǒng)總的誤碼率為圖7-37MASK誤碼率曲線現(xiàn)在是102頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.4.2多進(jìn)制頻移鍵控(MFSK)

多進(jìn)制數(shù)字頻移鍵控就是用多個(gè)頻率的正弦波分別代表不同的數(shù)字信息。如圖7-38所示為MFSK系統(tǒng)的原理框圖。圖7-38MFSK系統(tǒng)原理框圖接收濾波器現(xiàn)在是103頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-39MFSK的波形現(xiàn)在是104頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一MFSK系統(tǒng)可看作是M個(gè)振幅相同，載波頻率不同，時(shí)間上互不相容的2ASK信號(hào)的疊加，故帶寬為式中，

fH為最高載頻；fL為最低載頻；RB=1/Ts為多進(jìn)制碼元速率。（7-106）則非相干接收的誤碼率為

相干接收的誤碼率為

（7-108）（7-107）現(xiàn)在是105頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-40MFSK誤碼率曲線現(xiàn)在是106頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.4.3多進(jìn)制相移鍵控(MPSK)

多進(jìn)制數(shù)字相移鍵控又稱多相制，是二進(jìn)制相移鍵控方式的推廣，也是利用載波的多個(gè)不同相位（或相位差）來(lái)代表數(shù)字信息的調(diào)制方式。它和二進(jìn)制一樣，也可分為絕對(duì)移相鍵控和相對(duì)移相鍵控。通常，相位數(shù)用M=2k計(jì)算，分別與k位二進(jìn)制碼元的不同組合相對(duì)應(yīng)。M相調(diào)制波形可寫為如下表達(dá)式：(7-109)式中，為受調(diào)相位，可以有M種不同取值；；?，F(xiàn)在是107頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一從式（7-109）可見(jiàn)，多相制信號(hào)既可以看成是多個(gè)幅度及頻率均相同、初相不同的2ASK信號(hào)之和，又可以看成是對(duì)兩個(gè)正交載波進(jìn)行多電平雙邊帶調(diào)制所得的信號(hào)之和。因此，帶寬與MASK帶寬相同。

（7-110）現(xiàn)在是108頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-41多進(jìn)制調(diào)相信號(hào)的兩種矢量圖現(xiàn)在是109頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一1.四相相移鍵控4PSK(QPSK)

最常用的多相調(diào)相是四相制，4PSK是用載波的4種不同相位來(lái)表征數(shù)字信息，因?yàn)?PSK可以看成是兩個(gè)正交載波和被調(diào)制后的合成信號(hào)，因此，4PSK也叫正交相位調(diào)制QPSK。表7-34PSK（QPSK）兩種相位產(chǎn)生方式雙比特碼元載波相位A方式B方式000-3π/410π/2-π/4113π/2π/401-π/23π/4現(xiàn)在是110頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-42相位選擇法產(chǎn)生A方式4PSK信號(hào)原理框圖現(xiàn)在是111頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-43調(diào)相法產(chǎn)生B方式4PSK信號(hào)原理框圖圖7-43為調(diào)相法產(chǎn)生B方式4PSK信號(hào)的原理框圖。由于任何時(shí)候A支路和B支路都有信號(hào)輸出，使得加法器始終有正弦和余弦分量進(jìn)行合成，其結(jié)果合成分量的相位為B所給出的相位值?，F(xiàn)在是112頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-444PSK信號(hào)解調(diào)原理框圖現(xiàn)在是113頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.4.4多進(jìn)制差分相移鍵控(MDPSK)

多進(jìn)制差分相移鍵控與二進(jìn)制原理相同，同樣，用前后碼元之間的相位差表示數(shù)字信息，只是，多進(jìn)制的相位差不再是0和π，而是2π/M。以四進(jìn)制相對(duì)相移信號(hào)4DPSK為例進(jìn)行討論。所謂四相相對(duì)移相鍵控是利用前后碼元之間的相對(duì)相位變化來(lái)表示數(shù)字信息。若以前一碼元相位作為參考，并令作為本碼元與前一碼元的初相差，信息編碼與載波相位變化關(guān)系仍可采用表格來(lái)表示，它們之間的矢量關(guān)系也可用圖表示?，F(xiàn)在是114頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一A方式(b)B方式圖7-454DPSK兩種產(chǎn)生方式雙比特碼元載波相位變化(φn)ab01100011０°９０°１８０°２７０°現(xiàn)在是115頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-46為4DPSK的波形。對(duì)比二進(jìn)制的波形，差別非常明顯，相位差不再是0或π，而是π/4。圖7-464DPSK的波形現(xiàn)在是116頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一4DPSK信號(hào)產(chǎn)生原理圖現(xiàn)在是117頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一4DPSK信號(hào)相干解調(diào)—碼反變換器方式現(xiàn)在是118頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一4DPSK信號(hào)差分相干解調(diào)方式原理圖現(xiàn)在是119頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.4.5多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能對(duì)于多進(jìn)制絕對(duì)移相鍵控（MPSK），當(dāng)信噪比r足夠大時(shí)，誤碼率可近似為對(duì)于多進(jìn)制相對(duì)移相（MDPSK），當(dāng)信噪比r足夠大時(shí)，誤碼率可近似為（7-111）（7-112）圖7-47MPSK系統(tǒng)的誤碼率性能曲線現(xiàn)在是120頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.5現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)若帶外信號(hào)的幅度比較大，對(duì)鄰近的信道干擾就很大，這需要尋找新的調(diào)制方式，來(lái)控制帶外信號(hào)的能量外泄，以減少對(duì)鄰近信道的干擾，或者將調(diào)制效率提得更高，即現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)。除了在帶寬方面的考慮外，高效傳輸也是現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制的要研究的問(wèn)題。常用的幾種現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)有偏移四相相移鍵控（OQPSK）、π/4四相相移鍵控（π/4-QPSK）、最小頻移鍵控（MSK）和高斯型最小頻移鍵控（GMSK）；正交幅度調(diào)制（QAM）；正交頻分復(fù)用（OFDM）以及時(shí)頻調(diào)制等調(diào)制技術(shù)。QAM和OFDM都是高效調(diào)制技術(shù)，但不是恒定包絡(luò)調(diào)制。其他形式的現(xiàn)代調(diào)制方式，如格狀編碼調(diào)制TCM是編碼與調(diào)制聯(lián)合考慮的方式。

現(xiàn)在是121頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.5.1偏移四相相移鍵控（OQPSK）OQPSK也稱為偏移四相相移鍵控（offset-QPSK），是QPSK的改進(jìn)型。它與QPSK有同樣的相位關(guān)系，也是把輸入碼流分成兩路，然后進(jìn)行正交調(diào)制。不同點(diǎn)在于它將同相和正交兩支路的碼流在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)了半個(gè)碼元周期。由于兩支路碼元半周期的偏移，每次只有一路可能發(fā)生極性翻轉(zhuǎn)，不會(huì)發(fā)生兩支路碼元極性同時(shí)翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。因此，OQPSK信號(hào)相位只能跳變0°、±90°，不會(huì)出現(xiàn)180°的相位跳變?，F(xiàn)在是122頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一（a）QPSK信號(hào)的相位關(guān)系,（b）OQPSK信號(hào)的相位關(guān)系圖7-48QPSK和OQPSK信號(hào)的相位關(guān)系現(xiàn)在是123頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-49OQPSK信號(hào)與QPSK功率譜對(duì)比從圖7-49中可以看出，OQPSK信號(hào)功率譜比QPSK下降的快，說(shuō)明對(duì)鄰近頻道的干擾要小得多。相差近10dB?，F(xiàn)在是124頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.5.2π/4四相相移鍵控（π/4–QPSK）

與OQPSK只有四個(gè)相位點(diǎn)不同，π/4-QPSK調(diào)制原理是將信號(hào)映射到圖7-50(a)的星座點(diǎn)上，已調(diào)信號(hào)的相位被均勻地分配為相距π/4的八個(gè)相位點(diǎn)，如圖7-50所示。圖中8個(gè)相位狀態(tài)被分成偶數(shù)和奇數(shù)兩組，分別用○和●表示。兩信號(hào)點(diǎn)之間的連線表示可能的相位跳變，相位跳變只能在偶數(shù)組和奇數(shù)組之間發(fā)生，在偶數(shù)組和奇數(shù)組內(nèi)沒(méi)有跳變。這使得π/4-QPSK的最大相位跳變?yōu)?π/4，與QPSK相比，有較小的包絡(luò)起伏。圖7-50π/4-QPSK信號(hào)星座圖現(xiàn)在是125頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.5.3最小頻移鍵控（MSK）MSK是一種特殊的2FSK信號(hào)，它是二進(jìn)制連續(xù)相位頻移鍵控（CPFSK）的一種特殊情況。2FSK信號(hào)通常是由兩個(gè)獨(dú)立的振蕩源產(chǎn)生的，在頻率轉(zhuǎn)換處相位不連續(xù)，因此，會(huì)造成功率譜產(chǎn)生很大的旁瓣分量，若通過(guò)帶限系統(tǒng)后，會(huì)產(chǎn)生信號(hào)包絡(luò)的起伏變化，這種起伏是我們所不需要的。MSK信號(hào)具有如下特點(diǎn)：（1）MSK信號(hào)的包絡(luò)是恒定不變的；（2）MSK是調(diào)制指數(shù)為0.5的正交信號(hào)，頻率偏移等于（±1/4Ts）Hz；（3）MSK波形相位在碼元轉(zhuǎn)換時(shí)刻是連續(xù)的；（4）MSK附加相位在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)線性地變化±π/2等；現(xiàn)在是126頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一1．MSK信號(hào)的表達(dá)式

觀察圖7-51所示的2FSK相干解調(diào)時(shí)的原理框圖，如果要求在加法器的輸出信號(hào)xe(t)中兩路之間沒(méi)有相互干擾，可以充分拉開(kāi)f1與f2的間距，來(lái)保證相互之間無(wú)干擾，而且距離越大越好。根據(jù)FSK帶寬計(jì)算式（7-9）可知，太大的距離會(huì)占據(jù)更多的帶寬資源。在保證沒(méi)有干擾的要求下，f1與f2的最小間距是多少呢？第一路的帶通濾波器BPF1可以使f1的信號(hào)順利通過(guò)，而一般不能通過(guò)，但如果f1與f2充分地接近，則也能夠從BPF1輸出進(jìn)入乘法器，經(jīng)積分器后，xe(t)的信號(hào)形式為

現(xiàn)在是127頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-512FSK信號(hào)解調(diào)原理框圖現(xiàn)在是128頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一要使兩路之間無(wú)干擾，必須要求式（7-114）正交，其積分結(jié)果為零。即令：|ω1-ω2|=2Δω，ω1=ωc+Δω，ω2=ωc-Δω，將展開(kāi)，并則要求

得到或者

引入正交結(jié)果(7-115)這就是中心頻率和最小頻率間隔的限制條件。利用FSK的表達(dá)式，ak=0、1，得（7-116）現(xiàn)在是129頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一令：bk=±1得到，最小頻移健鍵控MSK的表達(dá)式（7-117）（7-118）在最小頻率差時(shí)，兩個(gè)頻率與的取值為（7-119）現(xiàn)在是130頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-52MSK信號(hào)波形現(xiàn)在是131頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一表7-4φk與碼元的關(guān)系k123456ak1-1-1111φk0ππ-2π-2π-2πφk(模2π)0ππ000現(xiàn)在是132頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一2.MSK信號(hào)的產(chǎn)生對(duì)式（7-118）進(jìn)行形式變換

（7-121）將式（7-121）用框圖表示，可以得到MSK產(chǎn)生框圖7-54。圖7-54MSK信號(hào)產(chǎn)生原理框圖現(xiàn)在是133頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一若定義則

（7-122）現(xiàn)在是134頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-56MSK信號(hào)解調(diào)框圖現(xiàn)在是135頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一設(shè)(0,2Ts)時(shí)間內(nèi)θ(0)=0，則MSK的相位變化見(jiàn)圖7-48。在t=2Ts時(shí)刻，θ(t)的變化為0或±π，將此時(shí)的信號(hào)作為接收信號(hào)與載波相乘，則相乘輸出為取出第一項(xiàng)，并忽略1/2系數(shù)的影響，得到

（7-123）現(xiàn)在是136頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一因此，當(dāng)碼元組合為11或10時(shí)，v(t)＞0，當(dāng)碼元組合為00或01時(shí)，v(t)＜0。由此可以得出v(t)＞0時(shí)判決為數(shù)字“1”，v(t)＜0時(shí)判決為數(shù)字“0”，而第二個(gè)碼元需要下一次即與第三個(gè)碼元的組合來(lái)判決?？梢?jiàn)，這種解調(diào)過(guò)程其判決使用下一個(gè)碼元的約束條件，才能最終確定，其結(jié)果提高了抗噪聲性能，或者誤碼率更低。判決時(shí)的極性變化如圖7-57所示。圖7-57MSK信號(hào)在（0，2Ts）內(nèi)的相位變化及相干解調(diào)的輸出波形現(xiàn)在是137頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一MSK信號(hào)的功率譜密度可以表示為

（7-124）圖7-58MSK與PSK信號(hào)歸一化的功率譜B=1.5Rb現(xiàn)在是138頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一2．高斯最小頻移鍵控（GMSK）人們?cè)O(shè)法對(duì)MSK的調(diào)制方式進(jìn)行改進(jìn)。在進(jìn)行頻率調(diào)制之前用一個(gè)低通濾波器對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波，它通過(guò)濾出高頻分量，給出比較緊湊的功率譜，從而提高譜利用率。其實(shí)現(xiàn)的方框圖如圖7-59所示。圖7-59GMSK調(diào)制的原理圖現(xiàn)在是139頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-60MSK、GMSK和OQPSK等信號(hào)的功率譜密度現(xiàn)在是140頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.5.4時(shí)頻調(diào)制所謂時(shí)頻調(diào)制信號(hào)就是在一個(gè)或一組二進(jìn)制符號(hào)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，用若干個(gè)較窄的射頻脈沖來(lái)傳輸原二進(jìn)制符號(hào)信息，而相鄰射頻脈沖具有不同頻率，并按串序發(fā)送。這種在不同的時(shí)間發(fā)送不同頻率所構(gòu)成的信號(hào)就稱時(shí)頻調(diào)制信號(hào)。時(shí)頻調(diào)制原理：考察一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)持續(xù)時(shí)間內(nèi)的時(shí)頻調(diào)制原理，可以推廣到多進(jìn)制。設(shè)一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)持續(xù)時(shí)間內(nèi)選取兩個(gè)頻率、兩個(gè)時(shí)隙，則二進(jìn)制符號(hào)“0”用在(0,Ts/2)內(nèi)發(fā)f0頻率，在(Ts/2,Ts)內(nèi)發(fā)f1頻率來(lái)表示；而二進(jìn)制符號(hào)的“1”用在(0,Ts/2)內(nèi)發(fā)f1頻率，在(Ts/2,Ts)內(nèi)發(fā)f0頻率來(lái)表示，如圖7-61（b）所示。如果在一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)持續(xù)時(shí)間Ts內(nèi)選取四個(gè)頻率、兩個(gè)時(shí)隙，例如，用f0f1表示“0”，用f2f3表示“1”，則信號(hào)組成如圖7-61（c）所示。現(xiàn)在是141頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-61二頻及四頻的時(shí)頻調(diào)制信號(hào)示意圖現(xiàn)在是142頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一時(shí)頻調(diào)制具有如下特點(diǎn)(1)由于在一個(gè)二進(jìn)制信息符號(hào)內(nèi)發(fā)送兩個(gè)頻率的射頻信號(hào)，而它們共同代表同一信息符號(hào)，因此只要選用的頻率不相關(guān)或相關(guān)性不大，則在接收端具有頻率分集的效果；(2)圖7-61(b)中的信號(hào)不能抗多徑時(shí)延引起的碼間干擾，因?yàn)樵谛畔⑿蛄兴鶎?duì)應(yīng)的時(shí)頻調(diào)制信號(hào)序列中，兩個(gè)相同的頻率會(huì)相繼出現(xiàn)，從而在接收機(jī)中會(huì)進(jìn)入同一分路濾波器，以至彼此重疊；(3)圖7-61(c)中的信號(hào)具有抗多徑時(shí)延的作用，因?yàn)檫@時(shí)不會(huì)有相同頻率相繼出現(xiàn)，相同的頻率至少有Ts/2的時(shí)間間隔；(4)已調(diào)信號(hào)的總頻帶變寬，因?yàn)槊恳簧漕l脈沖較窄，而且使用多個(gè)頻率，故已調(diào)信號(hào)的總頻帶變寬。因此，若要提高時(shí)頻調(diào)制信號(hào)的抗衰落能力，可在此原理上加以改造和完善，但考慮到第（4）點(diǎn)的不利因素，應(yīng)盡可能少地占用頻帶為宜。這里的有利與不利的因素是相互矛盾的，在實(shí)際中應(yīng)根據(jù)需要來(lái)折衷。現(xiàn)在是143頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一7.5.5正交幅度調(diào)制（QAM）正交振幅調(diào)制（QAM）是一種幅度和相位聯(lián)合鍵控（APK）的調(diào)制方式。它可以提高信息頻帶利用率和可靠性，是目前應(yīng)用較為廣泛的一種數(shù)字調(diào)制方式。正交振幅調(diào)制是用兩路獨(dú)立的基帶數(shù)字信號(hào)對(duì)兩個(gè)相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)制，利用已調(diào)信號(hào)在同一帶寬內(nèi)頻譜正交的性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息傳輸。圖7-62和圖7-63分別是QAM信號(hào)的產(chǎn)生和解調(diào)框圖?，F(xiàn)在是144頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一圖7-62MQAM信號(hào)產(chǎn)生框圖圖7-63MQAM信號(hào)解調(diào)框圖現(xiàn)在是145頁(yè)\一共有160頁(yè)\編輯于星期一

信號(hào)矢量端點(diǎn)的分布圖稱為星座圖。通常，可以用星座圖來(lái)描述QAM信號(hào)的信號(hào)空間分布狀態(tài)。對(duì)于M=16的16QAM來(lái)