現(xiàn)代通信原理第6章數字帶通傳輸系統(tǒng)

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

2、信號解調器原理框圖tttyASK0cos)()(ttnTtgaAnSn00coscos)()(2cos120SnnnTtgatAtnTtgaAnTtgaASnnSnn02cos)(2)(2)(2)(SnnnTtgaAtx圖6-5 2ASK信號相干解調過程的各點波形1f2f62 二進制頻移鍵控 圖6-7 2FSK信號的波形tnTtgatnTtgatnSnnSnFSK21cos)(cos)()()(tgSTnana12fffssfffffh21因此已調信號的時域表達式為定義調制指數（或頻移指數） 為h212fffcfcf0cos 1 cos)(21tAtAtFSK圖68 2FSK信號功率譜 fc

3、fsfcfc fsfP2FSK( f )h0.5h0.7h1.5sfsFSKfffB2122圖6-9 2FSK信號調制器原理框圖2FSK信號的調制方法 2FSK信號常用的解調方法有相干解調，非相干解調和過零檢測法等。3. 2FSK3. 2FSK信號的解調信號的解調 圖圖6-10 2FSK信號解調器原理框圖信號解調器原理框圖)(2ty1.相干解調1212tAtytAty2211cos)(cos)()(1tytAAttAtxtAAttAtx222211112cos22coscos)(2cos22coscos)(0)(2)(21tvAtv2)(20)(21Attv21vv 21vv 圖6-11 2F

4、SK信號相干解調過程的各點波形2.過零檢測法圖6-12 2FSK信號過零檢測法解調原理框圖圖6-13 2FSK信號過零檢測法的各點波形63 二進制相移鍵控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信號可表示為2PSK信號的典型波形如圖616所示。)(tgtAtsPSK02cos)(sT圖6-16 2PSK信號的波形圖6-17 2PSK信號的功率譜密度示意圖ssTf1其中sASKPSKfBB2222PSK信號的調制與解調方法圖6-18 2PSK信號調制器原理框圖 由于2PSK信號的功率譜中無載波分量，因此必須采

5、用相干解調的方式。圖6-19 2PSK信號相干解調原理框圖圖6-20 2PSK信號相干解調過程的各點波形表61 2PSK信號的調制和解調過程 相對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信號的波形圖6-22 2DPSK信號調制器原理框圖2DPSK信號的調制方法1nnnbab1nbnb1nb2DPSK信號的解調方法圖623 2DPSK相干解調器及各點波形 abcdef1000110抽 樣判 決 器帶 通相 乘 器低 通碼 (反 )變 換 器2DPSK信 號acdef

6、二 進 制 信 息位 定 時本 地 載 波b表62 2DPSK信號的調制和解調過程 圖圖6-24 2DPSK信號差分相干解調原理框圖及各點波形信號差分相干解調原理框圖及各點波形表63 2DPSK信號的調制和延遲解調過程 表64 二進制數字調制的誤碼率公式 221rerfc221rerfcrerfc21rerfcrerfc14/21rere212/21re/圖6-26 各種二進制數字調制的誤碼率曲線kM2 式中， 為基帶信號的波形, 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信號解調 MASK信號的解調可以采用包絡檢波或相干解調的方法，其原理與2ASK信號的解調完全相同。 式中， 為單位符號的信號能量； 為載波角頻率,有M種取值。 1, 1 , 0,0,cos2)(MiTttTEtssissMFSKsEi圖6-29 4FSK信號舉例圖6-30 多進制頻移鍵控系統(tǒng)的原理框圖 式中， 為信號在一個碼元間隔內的能量， 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信號的頻帶寬度應與MASK信號的頻帶寬度相同。與MASK信號一樣，當信息速率相同時，MPSK信號與2PSK信號相比，帶寬節(jié)省到 ，即頻帶利用率提高了 倍。M2log圖631 MPSK信號的矢量圖表示 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 相乘法產生4PSK信號原理框圖電平產生電平產生串并變換載波發(fā)生器90移相二進制信息已調信號I(t)Q (t)A cos2 fctAsin2 fct1001111011I(t)Q (t)10110100111 11 11ttt(a )(b )0二進制信息圖6-35 串并變換圖6-36 相位選擇法產生4PSK信號原理框圖圖6-37 4PSK信號解調原理方框圖2四相相對相移鍵控 在4DPSK中是利用前后碼元之間的相對相位變化來表示數字信息， 4DPSK信號的一種編碼規(guī)則如表6-5