通信原理（第十五讲）1通信原理第15讲数字带通传输系统电 7.1.4 7.1.4 二进制差分相移键控二进制差分相移键控二进制差分相移键控二进制差分相移键控(2DPSK)(2DPSK)1. 1. 基本原理基本原理基本原理基本原理ØØ表示式：表示式：表示式：表示式：设设设设 φ φ为当前码元和前一码元的载波相位之差：为当前码元和前一码元的载波相位之差：为当前码元和前一码元的载波相位之差：为当前码元和前一码元的载波相位之差：则，信号可以表示为则，信号可以表示为则，信号可以表示为则，信号可以表示为 式中，式中，式中，式中， c c ＝＝＝＝ 2 2 f fc c为载波的角频率；为载波的角频率；为载波的角频率；为载波的角频率； φ φ为前一码元的载波相位为前一码元的载波相位为前一码元的载波相位为前一码元的载波相位2通信原理第15讲数字带通传输系统电 ØØ间接法产生间接法产生间接法产生间接法产生2DPSK2DPSK信号信号信号信号n n从接收码元观察：不能区分从接收码元观察：不能区分从接收码元观察：不能区分从接收码元观察：不能区分2DPSK2DPSK和和和和2PSK2PSK信号信号信号信号若码元相位为：若码元相位为：若码元相位为：若码元相位为： 0 0 0 0 0 0发发发发2DPSK2DPSK信号时信号时信号时信号时: : A A = 1 1 1 0 0 1 1 0 1 = 1 1 1 0 0 1 1 0 1 （初相（初相（初相（初相0 0 ））））发发发发2PSK2PSK信号时：信号时：信号时：信号时： B B = = 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 （（（（1 1 ））））n n若将待发送的序列若将待发送的序列若将待发送的序列若将待发送的序列A A，先变成序列，先变成序列，先变成序列，先变成序列B B，再对载波进行，再对载波进行，再对载波进行，再对载波进行2PSK2PSK调制，结果和用调制，结果和用调制，结果和用调制，结果和用A A直接进行直接进行直接进行直接进行2DPSK2DPSK调制一样调制一样调制一样调制一样: : 基带序列：基带序列：基带序列：基带序列： A A = =1 1 1 0 0 1 1 0 11 1 1 0 0 1 1 0 1 （绝对码）（绝对码）（绝对码）（绝对码）变换后序列：变换后序列：变换后序列：变换后序列：B B = (0)1 0 1 1 1 0 1 1 0 = (0)1 0 1 1 1 0 1 1 0 （相对码）（相对码）（相对码）（相对码）2PSK2PSK调制后的相位调制后的相位调制后的相位调制后的相位: (0): (0) 0 0 0 0 0 0n n变换规律：变换规律：变换规律：变换规律：绝对码元绝对码元绝对码元绝对码元“1” “1” 使相对码元改变；使相对码元改变；使相对码元改变；使相对码元改变；绝对码元绝对码元绝对码元绝对码元“0” “0” 使相对码元不变。
使相对码元不变使相对码元不变使相对码元不变 3通信原理第15讲数字带通传输系统电 n n码变换器：用一个双稳态触发器码变换器：用一个双稳态触发器码变换器：用一个双稳态触发器码变换器：用一个双稳态触发器 n n间接法间接法间接法间接法2DPSK2DPSK信号调制器原理方框图信号调制器原理方框图信号调制器原理方框图信号调制器原理方框图码变换器（双稳触发器）绝对码相对码s(t)载波移相e2DPSK(t)码变换4通信原理第15讲数字带通传输系统电 ØØ2DPSK2DPSK信号的解调信号的解调信号的解调信号的解调n n相位比较法：相位比较法：相位比较法：相位比较法：缺点：对于延迟单元的延时精度要求很高，较难作到缺点：对于延迟单元的延时精度要求很高，较难作到缺点：对于延迟单元的延时精度要求很高，较难作到缺点：对于延迟单元的延时精度要求很高，较难作到n n相干解调法：先把接收信号当作绝对相移信号进行相干相干解调法：先把接收信号当作绝对相移信号进行相干相干解调法：先把接收信号当作绝对相移信号进行相干相干解调法：先把接收信号当作绝对相移信号进行相干解调，解调后是相对码，再将此相对码作逆码变换，还解调，解调后是相对码，再将此相对码作逆码变换，还解调，解调后是相对码，再将此相对码作逆码变换，还解调，解调后是相对码，再将此相对码作逆码变换，还原成绝对码。
原成绝对码原成绝对码原成绝对码 b相 乘带通滤波低通滤波抽样判决d延迟Tsea本地载波提取相 乘带通滤波低通滤波抽样判决逆码变换5通信原理第15讲数字带通传输系统电 pp逆码变换器逆码变换器逆码变换器逆码变换器脉冲展宽逆码变换器微分整流cbabc 1 1 1 0 0 1 1 0 1（绝对码）a(0) 1 0 1 1 1 0 1 1 0（相对码）(a) 原理方框图(b) 波形图6通信原理第15讲数字带通传输系统电 2. 2. 功率谱密度功率谱密度功率谱密度功率谱密度 2DPSK 2DPSK信号的功率谱密度和信号的功率谱密度和信号的功率谱密度和信号的功率谱密度和2PSK2PSK信号的功率谱密信号的功率谱密信号的功率谱密信号的功率谱密度完全一样度完全一样度完全一样度完全一样7通信原理第15讲数字带通传输系统电 7.2 7.2 二进制数字调制系统的抗噪声性能二进制数字调制系统的抗噪声性能二进制数字调制系统的抗噪声性能二进制数字调制系统的抗噪声性能7.2.1 2ASK7.2.1 2ASK系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能设在设在设在设在 T Ts s 内，带通滤波后的接收信号和噪声电压等于内，带通滤波后的接收信号和噪声电压等于内，带通滤波后的接收信号和噪声电压等于内，带通滤波后的接收信号和噪声电压等于: : ∵∵∵∵n n( (t t) )是一个窄带高斯过程是一个窄带高斯过程是一个窄带高斯过程是一个窄带高斯过程 ，故有，故有，故有，故有将上两式代入将上两式代入将上两式代入将上两式代入y y( (t t) )式，得到：式，得到：式，得到：式，得到：上式为带通滤波的输出电压，下面用它来计算误码率。
上式为带通滤波的输出电压，下面用它来计算误码率上式为带通滤波的输出电压，下面用它来计算误码率上式为带通滤波的输出电压，下面用它来计算误码率8通信原理第15讲数字带通传输系统电 1. 1. 同步检测法的系统性能同步检测法的系统性能同步检测法的系统性能同步检测法的系统性能抽样判决处的电压抽样判决处的电压抽样判决处的电压抽样判决处的电压x x( (t t) ) 为为为为式中，式中，式中，式中，n nc c( (t t) ) －－－－ 高斯过程高斯过程高斯过程高斯过程∴∴∴∴当发送当发送当发送当发送“1”“1”时，时，时，时，x x( (t t) )的概率密度等于：的概率密度等于：的概率密度等于：的概率密度等于：当发送当发送当发送当发送“0”“0”时，时，时，时，x x( (t t) )的概率密度等于：的概率密度等于：的概率密度等于：的概率密度等于： h*P(1/0)f0(x)f1(x)P(0/1)ba9通信原理第15讲数字带通传输系统电 l l令令令令b b为判决门限，则将发送的为判决门限，则将发送的为判决门限，则将发送的为判决门限，则将发送的“1”“1”错判为错判为错判为错判为“0”“0”的概率等于：的概率等于：的概率等于：的概率等于：式中，式中，式中，式中， 将将将将“0”“0”错判为错判为错判为错判为“1”“1”的概率等于：的概率等于：的概率等于：的概率等于：当当当当P P(1) = (1) = P P(0) (0) 时，相干解调的总误码率为：时，相干解调的总误码率为：时，相干解调的总误码率为：时，相干解调的总误码率为：当当当当h h值等于最佳门限值值等于最佳门限值值等于最佳门限值值等于最佳门限值h h* *时，时，时，时，当信噪比当信噪比当信噪比当信噪比r r>>1>>1时，时，时，时， *)(*)(01bfbf=10通信原理第15讲数字带通传输系统电 2. 2. 包络检波法包络检波法包络检波法包络检波法 的误码率的误码率的误码率的误码率∵ ∵ ∵ ∵ 输出是其输入电压输出是其输入电压输出是其输入电压输出是其输入电压y y( (t t) )的包络，故有的包络，故有的包络，故有的包络，故有 当发送当发送“1”“1”时时,V(t)的概率密度等于：的概率密度等于：当发送当发送“0”“0”时时,V(t)的概率密度等于：的概率密度等于：－广义瑞利分布－广义瑞利分布－瑞利分布－瑞利分布11通信原理第15讲数字带通传输系统电 (1)(1)(1)(1)令令令令b b b b为判决门限，则将发送的为判决门限，则将发送的为判决门限，则将发送的为判决门限，则将发送的“1”“1”“1”“1”错判为错判为错判为错判为“0”“0”“0”“0”的概率等于：的概率等于：的概率等于：的概率等于：上式第二项可用上式第二项可用Q函数来表示，函数来表示，Q函数的定义为：函数的定义为：令令α =a/σn ，，β = b/σn ，， t=V/σn ∴式中，式中，h0=b/σn 归一化门限值归一化门限值 r =a2/2σn2 信噪比信噪比12通信原理第15讲数字带通传输系统电 ( ( ( (２２２２) ) ) )将发送的将发送的将发送的将发送的““““００００””””错判为错判为错判为错判为““““１１１１””””的概率等于：的概率等于：的概率等于：的概率等于： 当当P(0)=P(1)时，系统总的误码率为：时，系统总的误码率为：求最佳门限值：求最佳门限值：即即两边取对数两边取对数13通信原理第15讲数字带通传输系统电 uu在大信噪比条件下在大信噪比条件下在大信噪比条件下在大信噪比条件下( ( r r >>1)>>1)，上式变成：，上式变成：，上式变成：，上式变成：∴∴ 最佳门限值最佳门限值归一化最佳门限值归一化最佳门限值uu在小信噪比条件下在小信噪比条件下在小信噪比条件下在小信噪比条件下( ( r <>1 ，，β = b/σn >>1 则则最小误码率最小误码率Pe：：当当r>>1时时,上式第一项趋于上式第一项趋于0 ∴∴15通信原理第15讲数字带通传输系统电 7.2.2 2FSK7.2.2 2FSK系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能 1. 1.同步检测法的系统性能同步检测法的系统性能同步检测法的系统性能同步检测法的系统性能当发送码元当发送码元当发送码元当发送码元“1”“1”时，通过两个带通滤波器后的两个接收电时，通过两个带通滤波器后的两个接收电时，通过两个带通滤波器后的两个接收电时，通过两个带通滤波器后的两个接收电压分别为：压分别为：压分别为：压分别为：它们和本地载波相乘，并经过低通滤波后，得出它们和本地载波相乘，并经过低通滤波后，得出它们和本地载波相乘，并经过低通滤波后，得出它们和本地载波相乘，并经过低通滤波后，得出 和和和和定时脉冲低通滤波低通滤波抽样判决输出带通滤波ω1带通滤波ω2输入相乘相乘cos1tcos2tx1(t)x2(t)y2(t)y1(t)16通信原理第15讲数字带通传输系统电 n n1 1c c( (t t) )和和和和n n2 2c c( (t t) )都是高斯过程，故在抽样时刻其抽样值都是高斯过程，故在抽样时刻其抽样值都是高斯过程，故在抽样时刻其抽样值都是高斯过程，故在抽样时刻其抽样值x x1 1和和和和x x0 0都是正态随机变量。
而且，都是正态随机变量而且，都是正态随机变量而且，都是正态随机变量而且，x x1 1的均值为的均值为的均值为的均值为a a，方差为，方差为，方差为，方差为 n n2 2；；；；x x2 2的均的均的均的均值为值为值为值为0 0，方差也为，方差也为，方差也为，方差也为 n n2 2 当当当当 x x1 1 < x < x2 2时，将发生误码，故误码率为时，将发生误码，故误码率为时，将发生误码，故误码率为时，将发生误码，故误码率为 令令令令(a + (a + n n1 1c c - - n n2 2c c) = ) = z z，则，则，则，则 z z 也是正态随机变量，其均值等于也是正态随机变量，其均值等于也是正态随机变量，其均值等于也是正态随机变量，其均值等于a a，方差为，方差为，方差为，方差为 2 2 n n2 2 于是，有于是，有于是，有于是，有式中，式中，式中，式中，∵∵∵∵P P(1/0)(1/0)和和和和P P(0/1)(0/1)相等，故总误码率为：相等，故总误码率为：相等，故总误码率为：相等，故总误码率为：17通信原理第15讲数字带通传输系统电 7.2.3 2PSK7.2.3 2PSK和和和和2DPSK2DPSK系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能1. 2PSK1. 2PSK相干解调系统性能相干解调系统性能相干解调系统性能相干解调系统性能抽样判决电压为抽样判决电压为抽样判决电压为抽样判决电压为 将将将将“0”“0”错判为错判为错判为错判为“1”“1”的概率等于的概率等于的概率等于的概率等于 将将将将“1”“1”错判为错判为错判为错判为“0”“0”的概率等于的概率等于的概率等于的概率等于 由于现在由于现在由于现在由于现在P P(1/0) = (1/0) = P P(0/1)(0/1)，，，，∴∴∴∴总误码率为总误码率为总误码率为总误码率为 图中右部阴影的面积等于：图中右部阴影的面积等于：图中右部阴影的面积等于：图中右部阴影的面积等于：因此，总误码率等于：因此，总误码率等于：因此，总误码率等于：因此，总误码率等于：本地载波提取带通滤波低通滤波相 乘抽样判决x(t)18通信原理第15讲数字带通传输系统电 ØØ2. 2DPSK2. 2DPSK信号相干解调系统性能信号相干解调系统性能信号相干解调系统性能信号相干解调系统性能 由上图可见，解调过程的前半部分和相干解调方法的由上图可见，解调过程的前半部分和相干解调方法的由上图可见，解调过程的前半部分和相干解调方法的由上图可见，解调过程的前半部分和相干解调方法的完全一样，故现在只需考虑由逆码变换器引入的误码率。
完全一样，故现在只需考虑由逆码变换器引入的误码率完全一样，故现在只需考虑由逆码变换器引入的误码率完全一样，故现在只需考虑由逆码变换器引入的误码率 本地载波提取相 乘带通滤波低通滤波抽样判决逆码变换19通信原理第15讲数字带通传输系统电 n n逆码变换规律：逆码变换规律：逆码变换规律：逆码变换规律：pp无误码时：无误码时：无误码时：无误码时： 输出绝对码元是相邻两个相对码元取值的模输出绝对码元是相邻两个相对码元取值的模输出绝对码元是相邻两个相对码元取值的模输出绝对码元是相邻两个相对码元取值的模“2”“2”和 pp有有有有1 1个误码时：个误码时：个误码时：个误码时： 将产生两个误码将产生两个误码将产生两个误码将产生两个误码 pp有有有有2 2个误码时：个误码时：个误码时：个误码时： 仍将产生两个误码仍将产生两个误码仍将产生两个误码仍将产生两个误码pp有一串误码时：有一串误码时：有一串误码时：有一串误码时： 仍将产生两个误码仍将产生两个误码仍将产生两个误码仍将产生两个误码 1 1 1 0 0 1 1 0 1 (绝对码) (0) 1 0 1 1 1 0 1 1 0 (相对码) 1 1 0 0 1 1 1 0 1 (绝对码) (0) 1 0 0 0 1 0 1 1 0 (相对码) 1 1 0 1 0 1 1 0 1（绝对码） (0) 1 0 0 1 1 0 1 1 0（相对码） 1 1 0 0 0 1 1 0 0 (绝对码) (0) 1 0 0 0 0 1 0 0 0（相对码）(a) 无误码时(b) 有1个误码时(c) 有2个误码时(d) 有一串误码时20通信原理第15讲数字带通传输系统电 ②②2DPSK2DPSK系统的误码率系统的误码率 式中式中相乘器输出为相乘器输出为低通滤波器输出低通滤波器输出判决准则判决准则发发“0”“0”错判为错判为“1”“1”的概率的概率式中式中 21通信原理第15讲数字带通传输系统电 R R1 1和和R R2 2的概率密度函数的概率密度函数发发“0”“0”时错判成时错判成“1”“1”的概率为的概率为令令 则则同样可得发同样可得发“1”“1”时错判成时错判成“0”“0”的概率为的概率为系统的误码率系统的误码率 22通信原理第15讲数字带通传输系统电 7.3 二进制数字调制系统的性能比较二进制数字调制系统的性能比较-6 -3 0 3 6 9 12 15 18信噪比r (dB)110-110-210-310-410-510-610-7Pe非相干ASK相干ASK非相干FSK相干FSK相干DPSK非相干DPSKPSK误码率与信噪比关系曲线误码率与信噪比关系曲线误码率与信噪比关系曲线误码率与信噪比关系曲线23通信原理第15讲数字带通传输系统电 ØØ误码率公式误码率公式误码率公式误码率公式 相干2PSK 相干2DPSK 非相干2DPSK 相干2FSK 非相干2FSK 相干2ASK非相干2ASK误码率公式率公式键控方式控方式24通信原理第15讲数字带通传输系统电 二进制数字调制系统性能比较二进制数字调制系统性能比较* *二进制数字调制系统的性能取决于其调制方式、噪声的统计特性、解调二进制数字调制系统的性能取决于其调制方式、噪声的统计特性、解调及判决方式。
无论哪种方式，对于误码率的影响而言，都是信噪比越及判决方式无论哪种方式，对于误码率的影响而言，都是信噪比越高，误码率越低高，误码率越低 *如果调制方式相同，相干解调方式优于非相干解调方式由于相干解调如果调制方式相同，相干解调方式优于非相干解调方式由于相干解调方式设备较为复杂，通常只在高质量的数字通信系统中才采用方式设备较为复杂，通常只在高质量的数字通信系统中才采用 *如果误码率相同，在相干检测时，不同系统信噪比要求的差别是如果误码率相同，在相干检测时，不同系统信噪比要求的差别是2PSK2PSK比比2FSK2FSK小小3dB3dB，，2FSK2FSK比比2ASK2ASK小小3dB3dB，所以相干，所以相干2PSK2PSK的抗噪声性能最的抗噪声性能最好 *如果码元速率相同，如果码元速率相同，2PSK2PSK和和2ASK2ASK占据的频带比占据的频带比2FSK2FSK窄，频带利用率高窄，频带利用率高于于2FSK2FSK *总体来看，总体来看，2ASK2ASK系统结构最为简单，但是抗噪声性能最差，对于较高系统结构最为简单，但是抗噪声性能最差，对于较高速率的无线信道已不再使用速率的无线信道已不再使用。
2FSK2FSK系统的频带利用率和抗噪声性能都系统的频带利用率和抗噪声性能都不及不及2PSK2PSK，但非相干，但非相干2FSK2FSK的设备简单，在中、低速的数据传输中常的设备简单，在中、低速的数据传输中常被选用因此，得到广泛应用的几种调制方式是被选用因此，得到广泛应用的几种调制方式是2PSK2PSK、、2DPSK2DPSK和非和非相干相干2FSK2FSK25通信原理第15讲数字带通传输系统电 7.4 多进制数字调制原理多进制数字调制原理7.4.1 7.4.1 多进制振幅键控多进制振幅键控多进制振幅键控多进制振幅键控( (MMASK)ASK)l l多电平单极性不归零信号多电平单极性不归零信号多电平单极性不归零信号多电平单极性不归零信号 MMASKASK信号信号信号信号 （图（图（图（图a a 图图图图b b））））l l多电平双极性不归零信号多电平双极性不归零信号多电平双极性不归零信号多电平双极性不归零信号 抑制载波抑制载波抑制载波抑制载波MMASKASK信号信号信号信号 （图（图（图（图c c 图图图图d d））））l l图示为图示为图示为图示为4ASK4ASK信号：信号：信号：信号：每码元含每码元含每码元含每码元含2 2比特比特比特比特(a) 基带多电平单极性不归零信号(b) MASK信号0010110101011110000t0t0101101010111100000101101010111100000t00000t01011010101111(c) 基带多电平双极性不归零信号(d) 抑制载波MASK信号26通信原理第15讲数字带通传输系统电 l lMMASKASK信号带宽信号带宽信号带宽信号带宽 MMASKASK信号可以看成信号可以看成信号可以看成信号可以看成是多个是多个是多个是多个2ASK2ASK信号的叠加。
信号的叠加信号的叠加信号的叠加∴∴∴∴两者带宽相同两者带宽相同两者带宽相同两者带宽相同0t0101101010111100000t01011010101111000001010t10101011110000001t1010101111000027通信原理第15讲数字带通传输系统电 7.4.2 7.4.2 多进制频移键控多进制频移键控多进制频移键控多进制频移键控( (MMFSK)FSK)l l基本原理基本原理基本原理基本原理ØØMMFSKFSK的码元采用的码元采用的码元采用的码元采用MM个不同频率的载波个不同频率的载波个不同频率的载波个不同频率的载波ØØ设设设设f f1 1为其最低载频，为其最低载频，为其最低载频，为其最低载频，f fMM为其最高载频，则为其最高载频，则为其最高载频，则为其最高载频，则MMFSKFSK信号的带宽信号的带宽信号的带宽信号的带宽近似等于近似等于近似等于近似等于f fMM - - f f1 1 + + f f，其中，其中，其中，其中 f f是单个码元的带宽，它决定是单个码元的带宽，它决定是单个码元的带宽，它决定是单个码元的带宽，它决定于信号传输速率。
于信号传输速率于信号传输速率于信号传输速率 TTTTf3f1f2f4fc1ffc2fc3fc4P(f)fb’8fb’28通信原理第15讲数字带通传输系统电 7.4.3 7.4.3 多进制相移键控多进制相移键控多进制相移键控多进制相移键控( (MMPSK)PSK)1. 1. 基本原理：基本原理：基本原理：基本原理： MMPSKPSK信号码元可以表示为信号码元可以表示为信号码元可以表示为信号码元可以表示为式中，式中，式中，式中， k k －－－－ 受调制的相位，其值决定于基带码元的取值；受调制的相位，其值决定于基带码元的取值；受调制的相位，其值决定于基带码元的取值；受调制的相位，其值决定于基带码元的取值； A A －－－－ 信号振幅，为常数；信号振幅，为常数；信号振幅，为常数；信号振幅，为常数； k k = 1, 2,…, = 1, 2,…, MM令令令令A A=1=1，然后将其展开写成，然后将其展开写成，然后将其展开写成，然后将其展开写成 式中，式中，式中，式中，由上式看出，由上式看出，由上式看出，由上式看出，MM-PSK-PSK信号码元可以看作是两个正交的信号码元可以看作是两个正交的信号码元可以看作是两个正交的信号码元可以看作是两个正交的MMASKASK信号码元之和。
因此，其带宽和后者的带宽相同信号码元之和因此，其带宽和后者的带宽相同信号码元之和因此，其带宽和后者的带宽相同信号码元之和因此，其带宽和后者的带宽相同29通信原理第15讲数字带通传输系统电 2. 2. 正交相移键控正交相移键控正交相移键控正交相移键控(QPSK(QPSK调制调制调制调制) ) n n编码规则：编码规则：编码规则：编码规则：A A和和和和B B两种编码方式两种编码方式两种编码方式两种编码方式 n n格雷格雷格雷格雷(Gray)(Gray)码规律：码规律：码规律：码规律：n n相邻相邻相邻相邻 k k之间仅差之间仅差之间仅差之间仅差1 1比特 格雷码优点：误比特律小格雷码优点：误比特律小格雷码优点：误比特律小格雷码优点：误比特律小a ab b k kA A方式方式B B方式方式0 00 09090 225225 1 10 0180180 315315 1 11 1270270 4545 0 01 10 0 135135 序号序号序号序号格雷码格雷码格雷码格雷码二进制码二进制码二进制码二进制码1 12 23 34 40 0 0 0 0 00 00 0 0 0 0 10 10 0 0 0 1 11 10 0 0 0 1 01 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 10 0 1 00 0 1 00 0 1 00 0 1 05 56 67 78 80 1 1 00 1 1 00 1 1 10 1 1 10 1 0 10 1 0 10 1 0 00 1 0 00 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 10 1 0 10 1 1 00 1 1 00 1 1 10 1 1 19 910101111121213131414151516161 1 0 01 1 0 01 1 0 11 1 0 11 1 1 11 1 1 11 1 1 01 1 1 01 0 1 01 0 1 01 0 1 11 0 1 11 0 0 11 0 0 11 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 01 0 0 01 0 0 11 0 0 11 0 1 01 0 1 01 0 1 11 0 1 11 1 0 01 1 0 01 1 0 11 1 0 11 1 1 01 1 1 01 1 1 11 1 1 10111001045参考相位01001011参考相位 (a) A方式 (b)B方式 30通信原理第15讲数字带通传输系统电 3. QPSK3. QPSK解调解调解调解调 －－－－ 相干解调相干解调相干解调相干解调载波提取相乘低通抽判/2相乘低通抽判并/串A(t)s(t)abcos0t-sin0t定时提取31通信原理第15讲数字带通传输系统电 7.4.4 7.4.4 多进制差分相移键控多进制差分相移键控多进制差分相移键控多进制差分相移键控( (MMDPSK)DPSK)1. 1. 基本原理基本原理基本原理基本原理以以以以4 4进制进制进制进制DPSK(QDPSK )DPSK(QDPSK )信号为例信号为例信号为例信号为例 表中表中表中表中k k是相对于前一相邻码元的相位变化是相对于前一相邻码元的相位变化是相对于前一相邻码元的相位变化是相对于前一相邻码元的相位变化 a ab b k k k kA A方式方式B B方式方式0 00 09090 135135 0 01 10 0 4545 1 11 1270270 315315 1 10 0180180 225225 32通信原理第15讲数字带通传输系统电 当前当前输输入的一入的一对码对码元及元及要求的相要求的相对对相移相移前一前一时时刻刻经过码变换经过码变换后的后的一一对码对码元及所元及所产产生的相位生的相位当前当前时时刻刻应应当当给给出的出的变换变换后一后一对码对码元和相位元和相位a ak k b bk kk kc ck k-1-1 d dk k-1-1 k k-1-1c ck k d dk k k k0 00 09090 0 00 00 10 11 11 11 01 09090 0 0 270270 180180 1 01 00 00 00 10 11 11 1180180 9090 0 0 270270 0 10 10 0 0 00 00 10 11 11 11 01 09090 0 0 270270 180180 0 00 00 10 11 11 11 01 09090 0 0 270270 180180 1 11 1270270 0 00 00 10 11 11 11 01 09090 0 0 270270 180180 0 10 11 11 11 01 00 00 00 0 270270 180180 9090 1 01 0180180 0 00 00 10 11 11 11 01 09090 0 0 270270 180180 1 11 11 01 00 00 00 10 1270270 180180 9090 0 0 QDPSK码变换关系码变换关系: 33通信原理第15讲数字带通传输系统电 7.5 多进制数字调制系统的抗噪声性能多进制数字调制系统的抗噪声性能7.5.1 MASK7.5.1 MASK系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能 式中，式中，式中，式中，M M －－－－ 进制数，或振幅数；进制数，或振幅数；进制数，或振幅数；进制数，或振幅数； r r －－－－ 信号平均功率与噪声功率比。
信号平均功率与噪声功率比信号平均功率与噪声功率比信号平均功率与噪声功率比l l 当当当当MM = 2 = 2时，上式变成时，上式变成时，上式变成时，上式变成即即即即2PSK2PSK相干解调误码率公式相干解调误码率公式相干解调误码率公式相干解调误码率公式 110-110-210-310-410-510-6Per (dB)34通信原理第15讲数字带通传输系统电 7.5.3 MPSK 7.5.3 MPSK 系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能 若发送信号若发送信号若发送信号若发送信号“11”“11”的相位为的相位为的相位为的相位为4545 ，则判决门限应该设在，则判决门限应该设在，则判决门限应该设在，则判决门限应该设在0 0 和和和和9090 设：设：设：设：f f( ( ) ) －－－－ 接收矢量相位的概率密度，则错误概率等于：接收矢量相位的概率密度，则错误概率等于：接收矢量相位的概率密度，则错误概率等于：接收矢量相位的概率密度，则错误概率等于：上式计算结果为：上式计算结果为：上式计算结果为：上式计算结果为：n n误比特率误比特率误比特率误比特率由解调方框图可见，由解调方框图可见，由解调方框图可见，由解调方框图可见， 正交的两路相干解调方法和正交的两路相干解调方法和正交的两路相干解调方法和正交的两路相干解调方法和2PSK2PSK中采用的解调方法中采用的解调方法中采用的解调方法中采用的解调方法一样。
所以其误比特率的计算公式也和一样所以其误比特率的计算公式也和一样所以其误比特率的计算公式也和一样所以其误比特率的计算公式也和2PSK2PSK的误码率公式的误码率公式的误码率公式的误码率公式一样0111001090035通信原理第15讲数字带通传输系统电 对于任意对于任意M进制进制PSK信号，其误码率公式为：信号，其误码率公式为：当当 M 很大时，很大时，MPSK误码率公式可以近似写为：误码率公式可以近似写为：36通信原理第15讲数字带通传输系统电 ØØMMPSKPSK信号的误码率曲线：信号的误码率曲线：信号的误码率曲线：信号的误码率曲线：Perb （dB）37通信原理第15讲数字带通传输系统电 7.5.4 MDPSK 7.5.4 MDPSK 系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能 MDPSKMDPSK信号的误码率近似计算公式为：信号的误码率近似计算公式为：信号的误码率近似计算公式为：信号的误码率近似计算公式为： Perb（dB）38通信原理第15讲数字带通传输系统电 。