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1、10.4多进制数字调制在多进制数字调制中，在每个符号间隔0≤t≤T0内，可能发送的符号有M种：S1（t），S2（t），···，Sm（t）。在实际应用中，通常取M=2n，n为大于1的正整数。当携带信息的参数分别为载波的幅度、频率、或相位时，可以有M进制幅度键控（MASK）、M进制频移键控（MFSK）或M进制相移键控（MPSK）之分；也可以把其中的两个参数组合起来调制，例如把幅度和相位组合起来得到M进制福相键控（MAPK）或它的特殊形式M进制正交幅度调制（MQAM）等。由于M进制数字调制中，每个符号可以携log2M比特信息，因此当信道频带受限时可以使信息传输率（比特率）增加，提高了频带利用率。其
2、代价是增加信号功率和实现上的复杂性。随着社会对信息传输需求的增长和现代技术的发展，多进制数字调制已经并必将得到更广泛的应用。10.4.1多进制幅度键控（MASK）M进制幅度键控信号中，载波幅度由M种取值，每个符号间隔T0内发送一种幅度的载波信号。M进制幅度键控信号的时域表达式为SMASKt=[nazg(t-nT0)]cosωct其中，g（t）为基带信号波形，ωc为载波角频率，T0为信号间隔，an为幅度间隔。An可以有M种取值，an∈{Ai}，i=0，1，···，M-1，这M种取值的出现频率分别P0，P1，···，Pm-1，可用下列概率场表示：A0A1A2…AM-1P0P1P2…PM-1i=0
3、M-1Pi=1由式（10-131）可知，MASK信号的功率谱与2ASK时的完全相同。它相当于M电平基带信号对载波进行双边带调幅，因此带宽是M电平基带信号的两倍。由于M电平信号每个码元间隔内可以传送log2M比特信息，码元速率降为信息速率的1/log2M倍，因此MASK信号的带宽在相同信息速率时是2ASK的1/log2M倍。显然，MASK的调制方式与2ASK相同，不同的知识基带信号由二电平变为多电平。为此，可以将二进制信息序列分为n个一组，n=log2M，然后变换为M电平基带信号，再送入调制器。由于采用多电平，因而要求调制器为线性调制器，即已调信号幅度应与输入基带信号幅度呈正比。除了双边带调制
4、外，也可以用多电平基带信号对载波进行残留边带或单边带调制，其原理与模拟调制完全相同。MASK调制中最简单的基带信号波形是矩形，为了限制信号频谱也可以采用其他波形，例如升余弦滚降信号，或部分响应信号等。MASK信号可以采用包络检波或者相干解调的方法恢复基带信号。其原理与2ASK的完全相同。采用相干解调时，MASK信号的误符号率与M电平基带信号的误符号率相同（见式（9-106）），即PS,MASK=2(M-1)MQ3M2-1(SN)将式（10-130）、（10-125）代入上式，可得PS,MASK=2(M-1)MQ3log2MM2-1Ebn0(RBB)在理想情况下，单位频带最高波特率为R/B=2
5、（baud/Hz）。但实际中，当基带信号为矩形时，常用谱零点带宽作为对信道带宽的要求，此时R/B=1(baud/Hz)。理想情况下的误符号率为PS,MASK=2(M-1)MQ6log2MM2-1Ebn0通常二进制信息变换为多电平信号时采用格雷码编码，其特点是相邻电平所表示的二进码组之间只有一个比特不同，此时误比特率为Pb,MASK=Pb,MASKlog2M=2(M-1)Mlog2MQ6log2MM2-1Ebn010.4.2多进制相移键控（MPSK）1.MPSK信号的表述M进制相移键控信号中，载波相位有M种取值，所对应的M种持续时间为Ts的符号可以表示为Sit=2ESTScos(ωCt+ϕS)
6、,0≤t≤TS,i=0,1,…,M-1这里，Ek为单位符号的信号能量，即0≤t≤Ts时间间隔内的信号能量；ωc为载波角频率；ϕi相位，有M种取值。对于矩形包络的MPSK，其已调信号的时域表达式为SMPSKt=n2ESTSrect(t-nTS)cosωCt+ϕ(n)其中，rect表示矩形函数rectt=1,0≤t≤TS0,其它Φ（n）为载波在t=nTa，时刻的相位，Φ（n）∈{Φi}，i=0,1，···M-1。它的M种取值通常为等间隔，即ϕi=2πiM+θ,i=0,1,…M-1这里，θ为初相位。Φi出现的概率场表示：ϕ1,ϕ2,ϕ3,…,ϕMP1,P2,P3,…,PMi=1Mpi=1将式（10
7、-138）展开，并假设θ=0，得SMPSKt=cosωCtncosϕ(π)2ESTSrect(t-nTS)-sinωcnsinϕn2ESTSrect(t-nTS)令an=2ESTScosϕ(n)bn=2ESTSsinϕ(n)则有SMPSKt=nanrect(t-nTS)cosωCt-nbnrect(t-nTs)sinωct由此可见，MPSK信号可以看成是对两个正交载波进行多电平双边带调制后所得两路MASK信号
