現(xiàn)代通信原理第6章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)

1、二進(jìn)制幅度鍵控6.1二進(jìn)制頻移鍵控6.2二進(jìn)制相移鍵控6.3二進(jìn)制差分相移鍵控6.4各種二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較6.5多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制6.6圖6-1 2ASK信號(hào)的波形圖6-2 2ASK信號(hào)調(diào)制器原理框圖)()(SnnnTtgatsna0na)(tgSTtnTtgaAtsnSnASK0cos)()(00 1 cos0tA1 在一般情況下，調(diào)制信號(hào)是具有一定波形形狀的二進(jìn)制脈沖序列，可表示為0fPB( f )0 fcfcfc fsfc fsfc fsfc fsfPASK( f )(a)(b) fsfs圖62 2ASK信號(hào)的功率譜密度 SSASKTfB/222SSTf1ST0f圖6-4 2ASK

2、信號(hào)解調(diào)器原理框圖tttyASK0cos)()(ttnTtgaAnSn00coscos)()(2cos120SnnnTtgatAtnTtgaAnTtgaASnnSnn02cos)(2)(2)(2)(SnnnTtgaAtx圖6-5 2ASK信號(hào)相干解調(diào)過(guò)程的各點(diǎn)波形1f2f62 二進(jìn)制頻移鍵控 圖6-7 2FSK信號(hào)的波形tnTtgatnTtgatnSnnSnFSK21cos)(cos)()()(tgSTnana12fffssfffffh21因此已調(diào)信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為定義調(diào)制指數(shù)（或頻移指數(shù)） 為h212fffcfcf0cos 1 cos)(21tAtAtFSK圖68 2FSK信號(hào)功率譜 fc

3、fsfcfc fsfP2FSK( f )h0.5h0.7h1.5sfsFSKfffB2122圖6-9 2FSK信號(hào)調(diào)制器原理框圖2FSK信號(hào)的調(diào)制方法 2FSK信號(hào)常用的解調(diào)方法有相干解調(diào)，非相干解調(diào)和過(guò)零檢測(cè)法等。3. 2FSK3. 2FSK信號(hào)的解調(diào)信號(hào)的解調(diào) 圖圖6-10 2FSK信號(hào)解調(diào)器原理框圖信號(hào)解調(diào)器原理框圖)(2ty1.相干解調(diào)1212tAtytAty2211cos)(cos)()(1tytAAttAtxtAAttAtx222211112cos22coscos)(2cos22coscos)(0)(2)(21tvAtv2)(20)(21Attv21vv 21vv 圖6-11 2F

4、SK信號(hào)相干解調(diào)過(guò)程的各點(diǎn)波形2.過(guò)零檢測(cè)法圖6-12 2FSK信號(hào)過(guò)零檢測(cè)法解調(diào)原理框圖圖6-13 2FSK信號(hào)過(guò)零檢測(cè)法的各點(diǎn)波形63 二進(jìn)制相移鍵控tnTtgaAtsnSnPSK02cos)()(PPan111概率為概率為na 如果 是幅度為1，寬度為 的矩形脈沖，則2PSK信號(hào)可表示為2PSK信號(hào)的典型波形如圖616所示。)(tgtAtsPSK02cos)(sT圖6-16 2PSK信號(hào)的波形圖6-17 2PSK信號(hào)的功率譜密度示意圖ssTf1其中sASKPSKfBB2222PSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)方法圖6-18 2PSK信號(hào)調(diào)制器原理框圖 由于2PSK信號(hào)的功率譜中無(wú)載波分量，因此必須采

5、用相干解調(diào)的方式。圖6-19 2PSK信號(hào)相干解調(diào)原理框圖圖6-20 2PSK信號(hào)相干解調(diào)過(guò)程的各點(diǎn)波形表61 2PSK信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)過(guò)程 相對(duì)相位指本碼元載波初相與前一碼元載波終相的相位差。例如，“1”碼載波相位變化,即與前一碼元載波終相差，“0”碼載波相位不變化，即與前一碼元載波終相相同。圖6-21 2DPSK信號(hào)的波形圖6-22 2DPSK信號(hào)調(diào)制器原理框圖2DPSK信號(hào)的調(diào)制方法1nnnbab1nbnb1nb2DPSK信號(hào)的解調(diào)方法圖623 2DPSK相干解調(diào)器及各點(diǎn)波形 abcdef1000110抽 樣判 決 器帶 通相 乘 器低 通碼 (反 )變 換 器2DPSK信 號(hào)acdef

6、二 進(jìn) 制 信 息位 定 時(shí)本 地 載 波b表62 2DPSK信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)過(guò)程 圖圖6-24 2DPSK信號(hào)差分相干解調(diào)原理框圖及各點(diǎn)波形信號(hào)差分相干解調(diào)原理框圖及各點(diǎn)波形表63 2DPSK信號(hào)的調(diào)制和延遲解調(diào)過(guò)程 表64 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的誤碼率公式 221rerfc221rerfcrerfc21rerfcrerfc14/21rere212/21re/圖6-26 各種二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的誤碼率曲線kM2 式中， 為基帶信號(hào)的波形, 為載波的角頻率， 為幅度值， 有M種取值。 tnTtgatscnnnMASKcos)()()(tgnacna(a)(b)TsB(t)000000s4ASK(t)s0

7、(t)s1(t)s2(t)s3(t)1230102301tttttt(c)圖 627M2logM2log/1Mk2logkMM2log42k 3MASK信號(hào)解調(diào) MASK信號(hào)的解調(diào)可以采用包絡(luò)檢波或相干解調(diào)的方法，其原理與2ASK信號(hào)的解調(diào)完全相同。 式中， 為單位符號(hào)的信號(hào)能量； 為載波角頻率,有M種取值。 1, 1 , 0,0,cos2)(MiTttTEtssissMFSKsEi圖6-29 4FSK信號(hào)舉例圖6-30 多進(jìn)制頻移鍵控系統(tǒng)的原理框圖 式中， 為信號(hào)在一個(gè)碼元間隔內(nèi)的能量， 為載波角頻率， 為有M種取值的相位。1, 1 , 0),cos(2)(MitTEtsicssMPSKsE

8、ciM2log/1 MPSK信號(hào)的頻帶寬度應(yīng)與MASK信號(hào)的頻帶寬度相同。與MASK信號(hào)一樣，當(dāng)信息速率相同時(shí)，MPSK信號(hào)與2PSK信號(hào)相比，帶寬節(jié)省到 ，即頻帶利用率提高了 倍。M2log圖631 MPSK信號(hào)的矢量圖表示 01011011110110000000101101011011110110000000101101111000111000011010(a) M 2, 0(b) M 4, 0(c) M 8, 0(d) M 2, / 2(e) M 4, / 4(f) M 8, / 8圖6-34 相乘法產(chǎn)生4PSK信號(hào)原理框圖電平產(chǎn)生電平產(chǎn)生串并變換載波發(fā)生器90移相二進(jìn)制信息已調(diào)信號(hào)I(t)Q (t)A cos2 fctAsin2 fct1001111011I(t)Q (t)10110100111 11 11ttt(a )(b )0二進(jìn)制信息圖6-35 串并變換圖6-36 相位選擇法產(chǎn)生4PSK信號(hào)原理框圖圖6-37 4PSK信號(hào)解調(diào)原理方框圖2四相相對(duì)相移鍵控 在4DPSK中是利用前后碼元之間的相對(duì)相位變化來(lái)表示數(shù)字信息， 4DPSK信號(hào)的一種編碼規(guī)則如表6-5