1
6.4 多进制数字调制系统
? 特点
1,在相同的码元传输速率下，信息传输速
率比二进制系统高。 Rb=RBN㏒ 2N b/s
2,在相同的信息传输速率下，多进制码元
传输速率比二进制低。增大码元宽度，
会增加码元的能量，并能减少由于信道
特性引起的码间干扰的影响。
3,在相同的噪声下，多进制数字调制系统
的抗噪声性能低于二进制数字调制系统。
2
6.4.1 MASK
? L电平的调制信号
可看成由时间上不重叠的 L个不同振幅值
的 OOK信号的叠加,因而,其功率谱密度便是这 L
个信号的功率谱密度之和,尽管叠加后的谱结构
很复杂,但就带宽而言,L电平调制信号的带宽与
二电平的相同,
ttAte c?c o s)()(0 ?
dLddtA )1(,3,)( ????? ?
)(0 te
3
× BPF × LPF 抽样判决
A(t) A(t)
tc?cos tc?cos
x(t)
…
…
dd?
d3
d3?
d2
d2?
dL )2( ?
dL )2( ??
dL )1( ?
dL )1( ??
)()()( tntVtx ck ??
)(tVk
为第 K个电平对应的信号
K=1,2,… L
当 时，第 K个电
平的码元将会错判。
dtn c ?)(
门限电平
4
当发送 L个电平的可能性相同时，每一
电平的概率为 1/L）
)(212)(2 dnpLdnpLLp cce ?????
)()11( dnpL c ???
??? ? ?d t
n
dte
L
n
22 2/
2
1)11(2 ?
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)
2
()11(
n
de rf c
L ?
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5
信号功率
6
12/)]12([2 222/
1
2 ??? ??
?
Ldmd
Lp
L
m
s
1
6
2
2
?? L
pd s
2/1
2 )1
3()11( r
Le rf cLp e ???
2
n
spr
?
?
6
6.4.2 MFSK
i=1,2,… L
?要求 MFSK信号 L个状态之间具有正交关
系，则：
n,m为正整数，且 m>n
非相干接收
是 2FSK误码率的 L-1 倍,
])1(c o s [)(0 titAte c ?? ????
sb TnnRf /???
sbc TmRmf 2/)2/( ??
2/
2
1 r
e e
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2
2
2 n
ar
?
?
7
6.4.3 MPSK
)c o s ()(0 kc tAte ?? ??
tbta ckck ?? s i nc o s ??
受调相位,有 M种不同取值
多相调制的波形可以看作是对两个正交
载波进行多电平双边带调制所得信号之
和,多相调制信号的带宽与多电平双边带
调制时的相同,
多相制中使用最广泛的是四相制和
八相制,四相制记为 4PSK或 QPSK.
k?
8
QPSK利用载波的四种不同相位来表征
数字信息,每一载波相位代表 2比特信息
?每个四进制码元又被称为双比特码元
a b (A方式 ) (B方式 )
0 0 0° 225°
1 0 90° 315°
1 1 180° 45°
0 1 270° 135°
k? k?
9
参考相位
00
10
11
01
参考相位
00 10
1101
QPSK信号的矢量图 )si n(
2
1
Mre rf cp e
??
2
2
2 n
Ar
?
?
10
串 /并变换 -π/2
×
×
+
a
b
输入 输出tc?cos
tc?sin
调制
× LPF 抽样判决
× LPF 抽样判决
并 /串
a
b
-π/2
tc?cos
tc?sin
QPSK相干接收
11
6.4.4 幅相键控方式 (APK) ? ???
n ncsn
tnTtgate )c o s()()(0 ??
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NN
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,
,
22
11
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?
?
APK信号的可能状态数为 M× N,
如 M=N=4,则可合成 16APK信号,
12
令
?在一个码元内
其中
此信号可用二维空间内的点 (An,Bn)
表示,n=1,2,… L
这种信号点的集合称为信号星座图
?
?
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nnn
nnn
Ya
Xa
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)(
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tgXA
nn
nn
13
两种幅度和 4种相位的状态数 L=8的信
号点的集合
?若各信号状态出现的概率相等,则调制信
号的平均发送功率
)(1
1
22? ??
?
L
n nnav
BALp
14
26 Ap av ? 26 Ap av ? 283.6 Ap av ?
273.4 Ap av ? 281.6 Ap av ?
8PSK信号点
15
在 L=8 的 5种信号星座图可以看
出,(4) 是最佳的一种方案
在同样的性能下,即在保证信
号状态点之间的最小距离为 2
的情况下,(4)方案所用的平
均信号功率最小,
6.4 多进制数字调制系统
? 特点
1,在相同的码元传输速率下，信息传输速
率比二进制系统高。 Rb=RBN㏒ 2N b/s
2,在相同的信息传输速率下，多进制码元
传输速率比二进制低。增大码元宽度，
会增加码元的能量，并能减少由于信道
特性引起的码间干扰的影响。
3,在相同的噪声下，多进制数字调制系统
的抗噪声性能低于二进制数字调制系统。
2
6.4.1 MASK
? L电平的调制信号
可看成由时间上不重叠的 L个不同振幅值
的 OOK信号的叠加,因而,其功率谱密度便是这 L
个信号的功率谱密度之和,尽管叠加后的谱结构
很复杂,但就带宽而言,L电平调制信号的带宽与
二电平的相同,
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3
× BPF × LPF 抽样判决
A(t) A(t)
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K=1,2,… L
当 时，第 K个电
平的码元将会错判。
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4
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电平的概率为 1/L）
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6.4.2 MFSK
i=1,2,… L
?要求 MFSK信号 L个状态之间具有正交关
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6.4.3 MPSK
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受调相位,有 M种不同取值
多相调制的波形可以看作是对两个正交
载波进行多电平双边带调制所得信号之
和,多相调制信号的带宽与多电平双边带
调制时的相同,
多相制中使用最广泛的是四相制和
八相制,四相制记为 4PSK或 QPSK.
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8
QPSK利用载波的四种不同相位来表征
数字信息,每一载波相位代表 2比特信息
?每个四进制码元又被称为双比特码元
a b (A方式 ) (B方式 )
0 0 0° 225°
1 0 90° 315°
1 1 180° 45°
0 1 270° 135°
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参考相位
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QPSK信号的矢量图 )si n(
2
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10
串 /并变换 -π/2
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11
6.4.4 幅相键控方式 (APK) ? ???
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APK信号的可能状态数为 M× N,
如 M=N=4,则可合成 16APK信号,
12
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13
两种幅度和 4种相位的状态数 L=8的信
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号的平均发送功率
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14
26 Ap av ? 26 Ap av ? 283.6 Ap av ?
273.4 Ap av ? 281.6 Ap av ?
8PSK信号点
15
在 L=8 的 5种信号星座图可以看
出,(4) 是最佳的一种方案
在同样的性能下,即在保证信
号状态点之间的最小距离为 2
的情况下,(4)方案所用的平
均信号功率最小,
