數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)PPT課件

1、5.1 5.1 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制信號，在二進(jìn)制時有振幅鍵控數(shù)字調(diào)制信號，在二進(jìn)制時有振幅鍵控（ASKASK）、移頻鍵控（）、移頻鍵控（FSKFSK）和移相鍵控（）和移相鍵控（PSKPSK）三種基本信號形式，如圖所示。三種基本信號形式，如圖所示。根據(jù)已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)特點的不同，根據(jù)已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)特點的不同，數(shù)字調(diào)制也可分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。數(shù)字調(diào)制也可分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。這種把基帶數(shù)字信號變換為頻帶數(shù)字信這種把基帶數(shù)字信號變換為頻帶數(shù)字信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制，反之，稱為數(shù)字解調(diào)。號的過程稱為數(shù)字調(diào)制，反之，稱為數(shù)字解調(diào)。第1頁/共58頁 正弦載波的三種

2、鍵控波形正弦載波的三種鍵控波形第2頁/共58頁1. 1. 二進(jìn)制振幅鍵控（二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK2ASK）二進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控是數(shù)字調(diào)制中出現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控是數(shù)字調(diào)制中出現(xiàn)最早的，也是最簡單的，是研究其他各種數(shù)最早的，也是最簡單的，是研究其他各種數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)。振幅鍵控，記作字調(diào)制的基礎(chǔ)。振幅鍵控，記作ASKASK（Amplitude Shift KeyingAmplitude Shift Keying），或稱為開），或稱為開關(guān)鍵控（通斷鍵控），記作關(guān)鍵控（通斷鍵控），記作OOKOOK（On Off On Off KeyingKeying）。二進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控通常記作）。二進(jìn)制數(shù)字振幅鍵控

3、通常記作2ASK2ASK。第3頁/共58頁（1 1） 2 2ASKASK的調(diào)制方法的調(diào)制方法: :一般說來，數(shù)字信號的調(diào)制方法有兩種一般說來，數(shù)字信號的調(diào)制方法有兩種類型：類型：利用模擬方法去實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，即把利用模擬方法去實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，即把數(shù)字基帶信號當(dāng)作模擬信號的特殊情況來處數(shù)字基帶信號當(dāng)作模擬信號的特殊情況來處理；理；利用數(shù)字信號的離散值特點鍵控載波，利用數(shù)字信號的離散值特點鍵控載波，從而實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。從而實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。第4頁/共58頁 2ASK2ASK信號的表達(dá)式和波形：信號的表達(dá)式和波形：第5頁/共58頁（2 2） 2ASK2ASK的解調(diào)方法的解調(diào)方法: :如同如同AMAM信號的解調(diào)

4、方法一樣，信號的解調(diào)方法一樣，OOKOOK信號也信號也有兩種基本的解調(diào)方法：非相干解調(diào)（包絡(luò)有兩種基本的解調(diào)方法：非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（同步檢測法）。檢波法）和相干解調(diào)（同步檢測法）。包絡(luò)檢波法的原理方框圖如圖所示。帶包絡(luò)檢波法的原理方框圖如圖所示。帶通濾波器恰好使通濾波器恰好使2 2ASKASK信號完整地通過，經(jīng)包信號完整地通過，經(jīng)包絡(luò)檢測后，輸出其包絡(luò)。絡(luò)檢測后，輸出其包絡(luò)。第6頁/共58頁2 2ASKASK信號的包絡(luò)檢波（非相干）信號的包絡(luò)檢波（非相干）第7頁/共58頁（3 3） 2 2ASKASK信號的功率譜及帶寬信號的功率譜及帶寬: :下面分析二進(jìn)制振幅鍵控信號的頻譜。

5、由下面分析二進(jìn)制振幅鍵控信號的頻譜。由于二進(jìn)制振幅鍵控信號是隨機(jī)的、功率型的于二進(jìn)制振幅鍵控信號是隨機(jī)的、功率型的信號，故研究頻譜特性時，應(yīng)該討論它的功信號，故研究頻譜特性時，應(yīng)該討論它的功率譜密度。率譜密度。 因為因為2 2ASKASK信號的功率譜密度信號的功率譜密度P PE E（f f）是）是相應(yīng)的單極性數(shù)字基帶信號功率譜密度相應(yīng)的單極性數(shù)字基帶信號功率譜密度P Ps s（f f）形狀不變地平移至形狀不變地平移至 f f0 0 處形成的，所以，處形成的，所以，2 2ASKASK信號的功率譜密度由連續(xù)譜和離散譜兩信號的功率譜密度由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成。部分組成。第8頁/共58頁 2ASK

6、信號的帶寬B2ASK是單極性數(shù)字基帶信號帶寬fs的兩倍。當(dāng)數(shù)字基帶信號的基本脈沖是矩形不歸零脈沖時，fs=1/Ts。于是2ASK信號的帶寬為B2ASK=2fs=2/Ts2ASK信號的主要優(yōu)點是易于實現(xiàn)，其缺點是抗干擾能力不強(qiáng)，主要應(yīng)用在低速數(shù)據(jù)傳輸中。第9頁/共58頁練習(xí)練習(xí)設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制信息為設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制信息為101100011101100011，采用，采用2ASK2ASK方式傳輸。方式傳輸。已知碼元傳輸速率為已知碼元傳輸速率為1200B1200B，載波頻率為，載波頻率為2400Hz2400Hz。 （1 1）試構(gòu)成一種）試構(gòu)成一種2ASK2ASK信號調(diào)制器原理框圖，并畫出信號調(diào)制器原理框圖

7、，并畫出2ASK2ASK信號的時間波形；信號的時間波形； （2 2）試畫出）試畫出2ASK2ASK信號頻譜結(jié)構(gòu)示意圖，并計算其帶寬。信號頻譜結(jié)構(gòu)示意圖，并計算其帶寬。第10頁/共58頁解：（解：（1 1）2ASK2ASK信號是一種數(shù)字振幅調(diào)制，已調(diào)信號的振信號是一種數(shù)字振幅調(diào)制，已調(diào)信號的振幅隨數(shù)字基帶信號變化。幅隨數(shù)字基帶信號變化。2ASK2ASK信號可以采用模擬相乘的方式產(chǎn)生，如圖信號可以采用模擬相乘的方式產(chǎn)生，如圖(a)(a)。圖中。圖中數(shù)字基帶信號數(shù)字基帶信號s(t)s(t)應(yīng)是單極性不歸零波形。應(yīng)是單極性不歸零波形。2ASK2ASK信號也可以采用數(shù)字鍵控的方式產(chǎn)生，通過開關(guān)的信號也可

8、以采用數(shù)字鍵控的方式產(chǎn)生，通過開關(guān)的接通和接地來產(chǎn)生接通和接地來產(chǎn)生2ASK2ASK信號，如圖信號，如圖(b)(b)所示。所示。第11頁/共58頁 根據(jù)題中已知條件，碼元傳輸速率為根據(jù)題中已知條件，碼元傳輸速率為1200B1200B，載波頻率，載波頻率為為2400Hz2400Hz。因此，在。因此，在2ASK2ASK信號的時間波形中，每個碼信號的時間波形中，每個碼元時間內(nèi)共有兩個周期的載波。數(shù)字基帶信號元時間內(nèi)共有兩個周期的載波。數(shù)字基帶信號s(t)s(t)和和2ASK2ASK信號的時間波形如圖。信號的時間波形如圖。 第12頁/共58頁（2 2）2ASK2ASK信號是一種雙邊帶調(diào)制信號，其功率譜

9、結(jié)構(gòu)是信號是一種雙邊帶調(diào)制信號，其功率譜結(jié)構(gòu)是將數(shù)字基帶信號的功率譜線性搬移到載頻位置。將數(shù)字基帶信號的功率譜線性搬移到載頻位置。2ASK2ASK信號功率譜密度結(jié)構(gòu)示意圖如圖。其由離散譜和連信號功率譜密度結(jié)構(gòu)示意圖如圖。其由離散譜和連續(xù)譜兩部分組成。離散譜由載波分量確定，連續(xù)譜由基續(xù)譜兩部分組成。離散譜由載波分量確定，連續(xù)譜由基帶信號帶信號s(t)s(t)波形確定。波形確定。2ASK2ASK信號的功率譜分布在整個頻率范圍，若以功率主瓣信號的功率譜分布在整個頻率范圍，若以功率主瓣寬度計算帶寬，則寬度計算帶寬，則2ASK2ASK信號帶寬信號帶寬B B2ASK2ASK為為c c=2400Hz=240

10、0Hz，s s=1/T=1/Ts s=1200B=1200B。 B B2ASK2ASK=2=2S S=2=21200=2400 (Hz) 1200=2400 (Hz) 第13頁/共58頁2. 2. 二進(jìn)制頻移鍵控（二進(jìn)制頻移鍵控（2 2FSKFSK）數(shù)字頻率調(diào)制又稱頻移鍵控，記作數(shù)字頻率調(diào)制又稱頻移鍵控，記作FSKFSK（Frequency Shift KeyingFrequency Shift Keying），二進(jìn)制頻移鍵），二進(jìn)制頻移鍵控記作控記作2FSK2FSK。第14頁/共58頁（1 1） 2 2FSKFSK信號的調(diào)制方法：信號的調(diào)制方法： 前面已提到，前面已提到，2 2FSKFSK信

11、號可以采用模擬調(diào)頻信號可以采用模擬調(diào)頻法和數(shù)字鍵控法來產(chǎn)生。法和數(shù)字鍵控法來產(chǎn)生。模擬調(diào)頻法：用數(shù)字基帶矩形脈沖控制一個振蕩模擬調(diào)頻法：用數(shù)字基帶矩形脈沖控制一個振蕩器的某些參數(shù)（例如電容器的某些參數(shù)（例如電容C C），可直接改變振蕩），可直接改變振蕩頻率，使輸出得到不同頻率的已調(diào)信號。頻率，使輸出得到不同頻率的已調(diào)信號。數(shù)字鍵控法：它是用數(shù)字矩形脈沖控制電子開關(guān)，數(shù)字鍵控法：它是用數(shù)字矩形脈沖控制電子開關(guān)，使電子開關(guān)在兩個獨立的振蕩器之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使電子開關(guān)在兩個獨立的振蕩器之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而在輸出端得到不同頻率的已調(diào)信號。從而在輸出端得到不同頻率的已調(diào)信號。第15頁/共58頁2FSK2FS

12、K的表達(dá)式和波形：的表達(dá)式和波形：第16頁/共58頁（2 2） 2 2FSKFSK信號的解調(diào)信號的解調(diào)二進(jìn)制頻移鍵控信號的解調(diào)方法很多，常二進(jìn)制頻移鍵控信號的解調(diào)方法很多，常采用非相干檢測法（包絡(luò)檢測法）和相干檢測采用非相干檢測法（包絡(luò)檢測法）和相干檢測法（同步檢波法），還有過零檢測法、差分檢法（同步檢波法），還有過零檢測法、差分檢波法等。波法等。第17頁/共58頁 包絡(luò)檢測法包絡(luò)檢測法2 2FSKFSK信號的包絡(luò)檢測方框圖及波形圖如圖所示。信號的包絡(luò)檢測方框圖及波形圖如圖所示。用兩個窄帶的分路濾波器分別濾出頻率為用兩個窄帶的分路濾波器分別濾出頻率為f f1 1及及f f2 2的高頻脈的高頻脈

13、沖，經(jīng)包絡(luò)檢測后分別取出它們的包絡(luò)。沖，經(jīng)包絡(luò)檢測后分別取出它們的包絡(luò)。第18頁/共58頁 同步檢波法同步檢波法2 2FSKFSK信號的同步檢波原理方框圖如圖所示。信號的同步檢波原理方框圖如圖所示。第19頁/共58頁（3 3） 2 2FSKFSK信號的功率譜及帶寬信號的功率譜及帶寬可知，二進(jìn)制頻移鍵控已調(diào)信號可以看成是兩個可知，二進(jìn)制頻移鍵控已調(diào)信號可以看成是兩個不同載頻的幅度鍵控已調(diào)信號之和，由此可求得它的功不同載頻的幅度鍵控已調(diào)信號之和，由此可求得它的功率譜密度。率譜密度。第20頁/共58頁 設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制信息為設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制信息為，采用，采用2FSK2FSK方式傳輸。已方式傳輸。已知碼元

14、傳輸速率為知碼元傳輸速率為1000B1000B，“1 1”碼元的載波頻率為碼元的載波頻率為3000Hz3000Hz，“0 0”碼元的載波頻率為碼元的載波頻率為2000Hz2000Hz。（1 1）試構(gòu)成一種）試構(gòu)成一種2FSK2FSK信號調(diào)制器原理框圖，并計算信號調(diào)制器原理框圖，并計算其帶寬。其帶寬。（2 2）試畫出）試畫出2FSK2FSK信號頻譜結(jié)構(gòu)示意圖，并計算其帶信號頻譜結(jié)構(gòu)示意圖，并計算其帶寬。寬。 練習(xí)練習(xí)第21頁/共58頁解：（解：（1 1） 2FSK2FSK信號是一種數(shù)字頻率調(diào)制信號，已調(diào)信信號是一種數(shù)字頻率調(diào)制信號，已調(diào)信號的頻率隨數(shù)字基帶信號變化。號的頻率隨數(shù)字基帶信號變化。

15、2FSK2FSK信號采用數(shù)字鍵信號采用數(shù)字鍵控的方式產(chǎn)生。由數(shù)字基帶信號控制選通開關(guān)選擇兩個控的方式產(chǎn)生。由數(shù)字基帶信號控制選通開關(guān)選擇兩個載波頻率之一輸出產(chǎn)生載波頻率之一輸出產(chǎn)生2FSK2FSK信號，其調(diào)制器原理框圖：信號，其調(diào)制器原理框圖：第22頁/共58頁 根據(jù)題中已知條件，碼元傳輸速率為根據(jù)題中已知條件，碼元傳輸速率為1000B1000B，“1 1”碼元碼元的載波頻率為的載波頻率為3000Hz3000Hz，“0 0”碼元的載波頻率為碼元的載波頻率為2000Hz2000Hz。因此，在因此，在2FSK2FSK信號的時間波形中，每個信號的時間波形中，每個“1 1”碼元時間碼元時間內(nèi)共有內(nèi)共有

16、3 3個周期的載波，每個個周期的載波，每個“0 0”碼元時間內(nèi)共有兩個碼元時間內(nèi)共有兩個周期的載波。周期的載波。 數(shù)字基帶信號數(shù)字基帶信號s(t)s(t)和和2FSK2FSK信號的時間波形如圖：信號的時間波形如圖： 第23頁/共58頁 （2 2）2FSK2FSK信號是一種非線性調(diào)制信號，其功率譜結(jié)構(gòu)信號是一種非線性調(diào)制信號，其功率譜結(jié)構(gòu)可以近似看成是兩個可以近似看成是兩個2ASK2ASK信號頻譜的疊加。信號頻譜的疊加。 由題已知：由題已知： 1 1=3000Hz=3000Hz，2 2=2000Hz=2000Hz，s s=1/T=1/Ts s=1000B=1000B。碼元傳輸速率為碼元傳輸速率為

17、1000B1000B，1 1和和2 2兩上載波頻差為兩上載波頻差為1000Hz1000Hz，因此因此2FSK2FSK信號功率譜有一部分重疊；信號功率譜有一部分重疊； 其結(jié)構(gòu)示意圖如下。離散譜由載波分量其結(jié)構(gòu)示意圖如下。離散譜由載波分量1 1和和2 2確定，連確定，連續(xù)譜由兩個載波頻率之差和基帶信號續(xù)譜由兩個載波頻率之差和基帶信號s(t)s(t)的波形確定。的波形確定。 第24頁/共58頁 由圖，由圖，2FSK2FSK信號的功率譜分布在整個頻率范圍，若以信號的功率譜分布在整個頻率范圍，若以功率譜主瓣寬度計算帶寬，則功率譜主瓣寬度計算帶寬，則2FSK2FSK信號帶寬信號帶寬B B2FSK2FSK為

18、為 B B2FSK 2FSK = | = | 2 -2 - 1 1| +2| +2S S = 3000= 30002000+22000+21000 1000 = 3000 (Hz) = 3000 (Hz) 以上分析可以看到：以上分析可以看到： 第一，第一，2FSK2FSK信號的功率譜同樣有連續(xù)譜和離散譜組成。信號的功率譜同樣有連續(xù)譜和離散譜組成。其中，連續(xù)譜由兩個雙邊譜疊加而成，而離散譜出現(xiàn)在其中，連續(xù)譜由兩個雙邊譜疊加而成，而離散譜出現(xiàn)在兩個載頻位置上；兩個載頻位置上； 第二，若兩個載頻之差較小，比如小于等于第二，若兩個載頻之差較小，比如小于等于S S ，則連續(xù)則連續(xù)譜出現(xiàn)單峰；若兩個載頻之

19、差逐步增大，則連續(xù)譜將出譜出現(xiàn)單峰；若兩個載頻之差逐步增大，則連續(xù)譜將出現(xiàn)雙峰?，F(xiàn)雙峰。第25頁/共58頁二進(jìn)制移相鍵控中，載波的相位隨數(shù)字基帶信號1或0而改變。這種以載波的不同相位直接去表示相應(yīng)數(shù)字信息的方式，通常被稱為絕對移相。例如：用相位0表示數(shù)字信號“0”，用相位表示數(shù)字信號“1”。則已調(diào)信號可表示為：第26頁/共58頁2 2PSKPSK及及2 2DPSKDPSK信號的波形信號的波形1nnnbab第27頁/共58頁什么是什么是2PSK方式的方式的“倒倒 ”現(xiàn)象或現(xiàn)象或“反向工作反向工作”現(xiàn)象？現(xiàn)象？ 當(dāng)采用絕對移相方式時，由于發(fā)送端是以某一個相當(dāng)采用絕對移相方式時，由于發(fā)送端是以某一個

20、相位作基準(zhǔn)的，因而在接收系統(tǒng)中也必須有這樣一個固定位作基準(zhǔn)的，因而在接收系統(tǒng)中也必須有這樣一個固定基準(zhǔn)相位作參考。如果這個參考相位發(fā)生變化，則恢復(fù)基準(zhǔn)相位作參考。如果這個參考相位發(fā)生變化，則恢復(fù)的數(shù)字信息就會發(fā)生的數(shù)字信息就會發(fā)生0變?yōu)樽優(yōu)?或或1變?yōu)樽優(yōu)?，從而造成錯誤的，從而造成錯誤的恢復(fù)。這種現(xiàn)象常稱為恢復(fù)。這種現(xiàn)象常稱為2PSK方式的方式的“倒倒”現(xiàn)象。現(xiàn)象。 實際通信時，參考基準(zhǔn)相位的隨機(jī)跳變是可能的，實際通信時，參考基準(zhǔn)相位的隨機(jī)跳變是可能的，而且在通信過程中不易被發(fā)覺。比如：而且在通信過程中不易被發(fā)覺。比如： 系統(tǒng)分頻器可能發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)移；系統(tǒng)分頻器可能發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)移； 鎖相環(huán)路的不

21、穩(wěn)定；鎖相環(huán)路的不穩(wěn)定； 某種突然的騷動；某種突然的騷動； 結(jié)論：實際系統(tǒng)中，一般不采用結(jié)論：實際系統(tǒng)中，一般不采用2PSK，而采用，而采用2DPSK。第28頁/共58頁 相對移相（相對移相（2 2DPSKDPSK） 差分相位鍵控差分相位鍵控2 2DPSKDPSK方式是利用前后相鄰碼元的相對載波相位的變化方式是利用前后相鄰碼元的相對載波相位的變化來表示數(shù)字信息的一種方式。來表示數(shù)字信息的一種方式。由圖可以看出，由圖可以看出，2 2DPSKDPSK的波形與的波形與2 2PSKPSK的不同，的不同，2 2DPSKDPSK波波形的同一相位并不對應(yīng)相同的數(shù)字信息符號，而前后碼元相形的同一相位并不對應(yīng)相

22、同的數(shù)字信息符號，而前后碼元相對相位的差值才惟一決定信息符號。對相位的差值才惟一決定信息符號。 假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為，那么，可定義一種，那么，可定義一種數(shù)字信息與數(shù)字信息與之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為： = 0 = 0 ， 表示數(shù)字信息表示數(shù)字信息“0 0” ， 表示數(shù)字信息表示數(shù)字信息“1 1”則一組二進(jìn)制數(shù)字信息與其對應(yīng)的則一組二進(jìn)制數(shù)字信息與其對應(yīng)的2DPSK2DPSK信號的載波相位關(guān)系信號的載波相位關(guān)系如如下表所示下表所示二進(jìn)制數(shù)字信息：二進(jìn)制數(shù)字信息： 1 1 0 1 0 0 1 1 1 01 1 0 1 0 0 1 1 1 02DPSK2DPS

23、K信號相位：信號相位： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0或或 0 0 0 0 0 00 0 0 0 第29頁/共58頁1nnnbab書中，采用的規(guī)則：相位0表示數(shù)字信號“1”，用相位表示數(shù)字信號“0”。第30頁/共58頁（2 2） 2 2PSKPSK和和2 2DPSKDPSK信號的調(diào)制信號的調(diào)制模擬調(diào)相法：原理框圖如圖所示，碼變換器（即模擬調(diào)相法：原理框圖如圖所示，碼變換器（即差分編碼器）是用來完成絕對碼波形到相對碼波形變換差分編碼器）是用來完成絕對碼波形到相對碼波形變換的，去掉碼變換器，則可進(jìn)行的，去掉碼變換器，則可進(jìn)行2 2PSKPSK信號的調(diào)制信號的調(diào)制。第31頁/共58頁

24、（3 3） 2 2PSKPSK和和2 2DPSKDPSK信號的解調(diào)信號的解調(diào) 2 2PSKPSK信號的解調(diào)信號的解調(diào) 相干解調(diào)（極性比較法）相干解調(diào)（極性比較法）2 2PSKPSK信號的解調(diào)只能采用相干解調(diào)的方法，其方框圖及波形如圖信號的解調(diào)只能采用相干解調(diào)的方法，其方框圖及波形如圖所示。所示。第32頁/共58頁 2 2DPSKDPSK信號的解調(diào)信號的解調(diào)極性比較法和差分相干檢測法極性比較法和差分相干檢測法 極性比較極性比較碼變換法即是碼變換法即是2 2PSKPSK解調(diào)加差分譯碼，其方框圖如（解調(diào)加差分譯碼，其方框圖如（a a）原理：原理：2 2DPSKDPSK解調(diào)器將輸入的解調(diào)器將輸入的2

25、2DPSKDPSK信號還原成相對碼信號還原成相對碼 b bn n ，再由差分譯碼，再由差分譯碼器把器把相對碼轉(zhuǎn)換成絕對碼，輸出相對碼轉(zhuǎn)換成絕對碼，輸出 a an n ，從而恢復(fù)發(fā)送的信息。在次過程中，若，從而恢復(fù)發(fā)送的信息。在次過程中，若相干相干載波產(chǎn)生載波產(chǎn)生1801800 0模糊，會發(fā)生模糊，會發(fā)生“反向工作反向工作”現(xiàn)象。但是經(jīng)過碼反變換器后，現(xiàn)象。但是經(jīng)過碼反變換器后，輸出的輸出的絕對碼不會發(fā)生任何倒置現(xiàn)象。絕對碼不會發(fā)生任何倒置現(xiàn)象。第33頁/共58頁 差分相干檢測法原理和優(yōu)缺點：差分相干檢測法原理和優(yōu)缺點： 原理：原理： 通過直接比較前后碼元的相位差而構(gòu)成的，又稱為通過直接比較前后

26、碼元的相位差而構(gòu)成的，又稱為相位比較法解調(diào)。相位比較法解調(diào)。 優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：1 1、由于此時的解調(diào)已完成碼變換作用，故無需另加碼變、由于此時的解調(diào)已完成碼變換作用，故無需另加碼變換器；換器；2 2、無需專門的相干載波，非常實用；、無需專門的相干載波，非常實用；3 3、它需要延遲電路（、它需要延遲電路（ 精確延遲精確延遲 1T1TS S ），設(shè)備上花費稍），設(shè)備上花費稍大大。第34頁/共58頁（4 4） 2 2PSKPSK和和2 2DPSKDPSK信號的功率譜及帶寬：信號的功率譜及帶寬： 2 2PSKPSK和和2 2DPSKDPSK信號有相同的功率譜，其表達(dá)式為：信號有相同的功率譜，其表達(dá)式為

27、：第一，當(dāng) P=1/2時，該功率譜與2ASK信號的功率譜有相似的形式。第二，2PSK信號的帶寬與2ASK信號的相同，即B2PSK=B2ASK=2fs。第35頁/共58頁練習(xí)練習(xí)一、設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制信息為一、設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制信息為110100111110100111，若采用，若采用2PSK2PSK方式傳輸。已知碼元方式傳輸。已知碼元傳輸速率為傳輸速率為2400B2400B，載波頻率為，載波頻率為4800HZ4800HZ。試畫出一種試畫出一種2PSK2PSK信號調(diào)制器原理（模型）圖，并畫出信號調(diào)制器原理（模型）圖，并畫出2PSK2PSK信號的時間波信號的時間波形。形。二、設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制絕對信息為二、設(shè)

28、發(fā)送的二進(jìn)制絕對信息為10101101101010110110，若采用，若采用2DPSK2DPSK方式傳輸。已方式傳輸。已知碼元傳輸速率為知碼元傳輸速率為2400B2400B，載波頻率為，載波頻率為2400HZ2400HZ。（1 1）試畫出一種）試畫出一種2DPSK2DPSK信號調(diào)制器原理（模型）圖，并畫出信號調(diào)制器原理（模型）圖，并畫出2DPSK2DPSK信號的信號的時間波形。時間波形。（2 2）若采用相干解調(diào)加碼反變換器方式進(jìn)行解調(diào)，試畫出解調(diào)原理圖。）若采用相干解調(diào)加碼反變換器方式進(jìn)行解調(diào)，試畫出解調(diào)原理圖。三、已知某三、已知某2ASK2ASK系統(tǒng)的碼元傳輸速率為系統(tǒng)的碼元傳輸速率為10

29、103 3Baud,Baud,所用的載波信號為所用的載波信號為（1 1）設(shè)所傳送的數(shù)字信息為）設(shè)所傳送的數(shù)字信息為011001011001，試畫出相應(yīng)的，試畫出相應(yīng)的2ASK2ASK信號波形示意圖。信號波形示意圖。 （2 2）求）求2ASK2ASK信號的帶寬。信號的帶寬。四、已知一低通信號m(t)的頻譜M(f) 為：（1）假設(shè)以 的速率對m(t)進(jìn)行理想抽樣，試畫出已抽樣信號ms(t)的頻譜草圖。（2 2）若用 的速率對m(t)進(jìn)行理想抽樣，試畫出已抽樣信號ms(t)的頻譜草圖。 6cos410At|1,| 200( )2000ffM f 其它 300sfHz400sfHz第36頁/共58頁

30、5 53 3 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) 在信道頻帶受限在信道頻帶受限, ,為了提高頻帶利用率為了提高頻帶利用率, ,通常采用多進(jìn)通常采用多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。其代價是增加信號功率和實現(xiàn)的復(fù)雜制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。其代價是增加信號功率和實現(xiàn)的復(fù)雜性。隨著數(shù)據(jù)通信的發(fā)展，對頻帶利用率的要求不斷提性。隨著數(shù)據(jù)通信的發(fā)展，對頻帶利用率的要求不斷提高，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用高，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用 特點：特點：1 1、在二進(jìn)制系統(tǒng)中，隨著傳碼率的提高，所需信道帶寬、在二進(jìn)制系統(tǒng)中，隨著傳碼率的提高，所需信道帶寬增加。采用多進(jìn)制時，增加。采用多進(jìn)制時，R Rb b

31、相同，通過增加相同，通過增加M M，可降低碼，可降低碼元速率，減小傳輸帶寬。元速率，減小傳輸帶寬。 原因：原因：R RB B = R = Rb b /log /log2 2 M M2 2、另一方面，在、另一方面，在 R RB B不變的情況下，通過增加進(jìn)制數(shù)不變的情況下，通過增加進(jìn)制數(shù)M M，可增大信息傳輸速率，從而在相同的帶寬中傳輸更多的可增大信息傳輸速率，從而在相同的帶寬中傳輸更多的信息量。信息量。3 3、在相同的噪聲下，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能、在相同的噪聲下，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能低于二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。低于二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。第37頁/共58頁一、多進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制系統(tǒng)（

32、一、多進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制系統(tǒng)（MASKMASK） M M進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制信號可表示為進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制信號可表示為M M進(jìn)制數(shù)字基帶信進(jìn)制數(shù)字基帶信號與正弦載波相乘的形式，其時域表達(dá)式為：號與正弦載波相乘的形式，其時域表達(dá)式為：第38頁/共58頁第39頁/共58頁二、二、多進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制系統(tǒng)（多進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制系統(tǒng)（MFSKMFSK）第40頁/共58頁三、三、多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)（多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)（MPSKMPSK）又稱多相調(diào)制，它是利用載波的多種不同相位（或相位差）來表征又稱多相調(diào)制，它是利用載波的多種不同相位（或相位差）來表征數(shù)字信息的方法。如四相調(diào)制。數(shù)字信息的方法。如四相調(diào)制。第

33、41頁/共58頁1 1、4PSK4PSK信號的產(chǎn)生方法：信號的產(chǎn)生方法：第42頁/共58頁2 2、4PSK4PSK信號的解調(diào)方法：信號的解調(diào)方法：第43頁/共58頁3 3、4DPSK4DPSK信號的產(chǎn)生方法：信號的產(chǎn)生方法：第44頁/共58頁4 4、4DPSK4DPSK信號的解調(diào)方法：信號的解調(diào)方法：第45頁/共58頁 5 54 4 現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù) 數(shù)字振幅、數(shù)字頻率和數(shù)字相位調(diào)制，這三種數(shù)字調(diào)制數(shù)字振幅、數(shù)字頻率和數(shù)字相位調(diào)制，這三種數(shù)字調(diào)制方式方式是數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)。然而，存在的不足之處有：是數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)。然而，存在的不足之處有： 如頻譜利用率低、如頻譜利用率低、 抗多徑

34、衰落能力差、抗多徑衰落能力差、 功率譜衰減慢帶外輻射嚴(yán)重等。功率譜衰減慢帶外輻射嚴(yán)重等。 在現(xiàn)代通信中，隨著大容量和遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)在現(xiàn)代通信中，隨著大容量和遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展，展，傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制方式受到了威脅，為改善這些不足，近幾十傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制方式受到了威脅，為改善這些不足，近幾十年來年來人們不斷提出一些新的數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)，以適應(yīng)通信系統(tǒng)人們不斷提出一些新的數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)，以適應(yīng)通信系統(tǒng)的需的需求。求。 主要研究內(nèi)容：主要研究內(nèi)容： 圍繞減小帶寬提高頻譜利用率；圍繞減小帶寬提高頻譜利用率； 提高功率利用率，增強(qiáng)抗干擾性能；提高功率利用率，增強(qiáng)抗干擾性能； 適應(yīng)各種隨參信道增強(qiáng)抗多徑抗衰落能力。適應(yīng)各種隨參信道增強(qiáng)抗多徑抗衰落能力。第46頁/共58頁一、正交振幅調(diào)制（一、正交振幅調(diào)制（QAMQAM）1 1、特點：、特點： 一種頻譜利用率很高的調(diào)制方式。一種頻譜利用率很高的調(diào)制方式。2 2、運用范圍：、運用范圍： 中、大容量數(shù)字微波系統(tǒng)、有線電視傳輸、衛(wèi)星通信等中、大容量數(shù)字微波系統(tǒng)、有線電視傳輸、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域；領(lǐng)域；3 3、調(diào)制原理：、調(diào)制原理： 用兩路獨立的基帶信