第3章第1讲调制解调

特率）。
各种数字移动通信系统中的调制技术
3.1.1 数字相位调制
一 、二进制相移键控
二进制相移键控是利用载波振荡的相位 变化来传递消息，它分为绝对调相和相对调 相两种方式。绝对调相利用载波初相位的绝 对值（即固定的某一相位）来表示数字信号 。例如，“1”码用载波的0相位表示，“0”码
用载波的 相位表示，当然也可以相反用之
此时，LPF滤除 2 0 的项，输出为- A 2
抽样判决器在时钟控制下对LPF的输出进 行采用判决，便可以恢复原数据序列。 判决准则为：采样值大于0，判为“1”， 采样值小于0，判为“0”。
“倒 ”现象
2PSK采用想干解调方法解调，如果本地载 波与发送载波不同相，即存在相位误差，
则会造成错误判决，这种现象称为“倒”
现象。因而2PSK信号容易产生误码，所以 实际中2PSK信号不常被采用。
3、2DPSK差分相干解调
二、 四相相移键控
用多进制数字基带信号去调制载波的振幅、频率 和相位，称为多进制数字调制。分为多进制数字 振幅调制、多进制数字频率调制以及多进制数字 相位调制三种基本方式。
多进制数字调制系统的特点
按照调制信号的形式，调制可分为 模拟调制（或连续调制）和数字调制。
图3-1 调制分类
模拟调制指利用输入的模拟信号直接 调制（或改变）载波（正弦波）的振幅、 频率或相位，从而得到调幅（AM）、调
频（FM）或调相（PM）信号。
数字调制指利用数字信号来控制载 波的振幅、频率或相位。
主要用于2G、3G及未来的系统中。
由于假定信号是等概率出现的双极性 NRZ码，所以不存在直流成分，其功率谱 为连续谱，无离散谱，其带宽 与ASK相同 ，B=2fc=2/Tc如图3-4所示。
图3-4 2PSK信号的功率谱密度
2．2PSK解调
2PSK信号具有恒定的包络，因而不 能采用包络解调器解调，接收端一般采 用相干解调，其相干解调系统模型如图 3-5所示。
多进制数字相位调制的原理
多进制数字相位调制，它是利用载波的多种不同相位
（或相位差）来表征数字信息的调制方式。 用M种相位
来表k比特码元的 2 k 种状态。假设相位数 M2k ，k 比特码元的持续时间为 T s 。则M相调制波可以表示为
e0(t) g(tnsT )coc st (k)
k
a kg (t ks)T co c t s b kg (t ks)T sic n t
图3-5 2PSK的相干解调框图
当 Acos 0t 到来时，乘法器的输出为： Aco 0s tco 0s tA 2A 2co 0s t
此时，LPF滤除 2 0 的项，输出为 A 2
当 Aco（ s0t）到来时，乘法器的输出为：
A c（ o 0 ts ） c o 0 t sA 2c o A s 2c o 0 ts
sin c t
输出
相加bLeabharlann 1)(0,1)(1,1)
a(0)
a(1)
(0,0)
(1,0))
。记为PSK。
3.1.1 数字相位调制
1 、二进制相移键控
相对调相则是利用相邻码元载波相位的 相对变化来表示数字信号。相对调相指本码 元载波初相与前一码元载波终相的相位差。
例如，“1”码载波相位变化 ，即与前一码 元载波终相差 ，“0”码载波相位不变化，
即与前一码元载波终相相同。相对调相又称 为差分调相，记为DPSK。
第3章 3.1 调制解调
3.1
概述
3.2
数字相位调制
3.3
正交振幅调制
概述
调制是在发送端把要传输的模拟信 号或数字信号（信源信号或基带信号） 变换成适合信道传输的高频信号（带通 信号）的过程。
信源信号或基带信号称为调制信号
调制完成后的带通信号称为已调信号。
解调是调制的反过程，在接收端将已调 信号还原成要传输的原始信号。
数字调制主要分为两类：幅度/相位 调制和频率调制。
频率调制用非线性方法产生，其信 号包络一般是恒定的，因此称为恒包络 调制或非线性调制。
幅度/相位调制也称为线性调制。
移动系统选择具体的调制方式时， 需要综合考虑以下几点。
（1）高传输效率。 （2）高频带利用率（最小占用带宽）。 （3）高功率效率（最小发送功率）。 （4）对信道影响的抵抗能力（最小误比
(c) 波形
该PSK信号时间波形表达式为：
（
PSK
t）
A A
cos 0t cos ( 0 t
)
"1" "0"
A
cos 0t A cos 0t
"1" "0"
an g (t nTs ) cos 0t
n
式中，ang(tnTs) 是双极性不归零二 n
进制数字序列，即an =1或-1。
1．2PSK的频谱和带宽
w 在相同的码元传输速率下（此时多元频带调制信 号占用与二元信号相等带宽 ，多进制数字调制系 统的信息传输速率高于二进制数字调制系统,因此 提高了信道带宽利用率。
w 在相同的信息传输速率下，多进制数字调制系统 的码元传输速率低于二进制数字调制系统
w 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。
k
k
式中， k 为受调相位，可有M种不同取值；ak cosk,bk sink
下面主要讨论四相绝对相移调制，记为4PSK或QPSK和四
相相对相移调制，记为4DPSK或QDPSK。
四相绝对相移键控QPSK
四进制码元又称为双比特码元。它的前一信息用a代 表，后一信息比特称用b代表，双比特码元中两个信息比 特ab提出按照格雷码（即反射码）排列的。它与载波相 位的关系如下表示。矢量图如下。
双比特码元
a
b
0
0
0
1
1
1
1
0
01
载波相位 （ k ）
A 方式 0o 90o
180o 270o
B 方式 45 o 135o 225 o 315o
01
00
11
参考相位 00
45
参考相位
10
11
10
QPSK信号的产生
调相法（B方式）
同向支路a
平衡 调制器
载波 振荡
cosct
输入 串/并
变换
移相 2
{an}
极性变换
BPF
Acos 0t
2PSK
(a) 2PSK信号调制模型
{an}
差分编码
极性变换
BPF
Acos 0t
2DPSK
(b) 2DPSK信号调制模型
{an}
极性变换
BPF
Acos 0t
2PSK
(a) 2PSK信号调制模型
{an}
差分编码
极性变换
BPF
Acos 0t
2DPSK
(b) 2DPSK信号调制模型