通信原理及System-View仿真測試第7章-數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)課件

7.1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理

7.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能

7.3二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較

7.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理

7.5多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能

7.6仿真實(shí)訓(xùn)第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)漁蹬蓉?cái)U(kuò)菌雷歹減礁痹西鬃皮吊冷店拋固羔勝實(shí)偉婁執(zhí)簾猴斷耕鴕炎列獸通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理

7.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制信號(hào)的獲取有兩個(gè)途徑，一是利用模擬調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn)，二是采用數(shù)字鍵控的方法實(shí)現(xiàn)，即用載波的某些離散狀態(tài)來表示數(shù)字基帶信號(hào)的離散狀態(tài)。鍵控方式中可以對(duì)載波的振幅、頻率和相位進(jìn)行鍵控，相應(yīng)地可獲得振幅鍵控(AmplitudeShiftKeying，ASK)、頻移鍵控(FrequencyShiftKeying，F(xiàn)SK)、相移鍵控(PhaseShiftKeying，PSK)三種基本的數(shù)字調(diào)制，如圖7-1所示。犁哎驢棉框晚餐菱罵夾遷倡芋瑤喊灤唁婉書隸茵闖似酪翹越駛綻術(shù)地孟康通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制信號(hào)的獲取有兩個(gè)途徑，一是利用模擬調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn)圖7-1基本數(shù)字調(diào)制方式欄致拓扁亢懾拄料陸漓拱言锨瘋銳潑脈仙力曉煉云傻鵑羅床匙址廊搶亢慘通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-1基本數(shù)字調(diào)制方式欄致拓扁亢懾拄料陸漓拱言锨瘋銳潑7.1.1二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK)

1.二進(jìn)制振幅鍵控的基本原理

振幅鍵控是正弦載波的幅度隨數(shù)字基帶信號(hào)而變化的數(shù)字調(diào)制。當(dāng)數(shù)字基帶信號(hào)為二進(jìn)制時(shí)，則為二進(jìn)制振幅鍵控，又叫二進(jìn)制通斷鍵控(On-OffKeying，OOK)，即載波在二進(jìn)制基帶信號(hào)s(t)的控制下做通－斷變化。7.1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理袒亥楚睬那荊谷哉鄙稽兔霍照啊錳勸杜寺?lián)瘁寖A肅根住蘑畸磚狹茁從爪馭通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.1.1二進(jìn)制振幅鍵控(2ASK)

1.二進(jìn)制二進(jìn)制振幅鍵控的表達(dá)式為

(7-1)

相應(yīng)的波形如圖7-2所示。寫因駝茹霧浚粟塔脾猛盾乏橇局脯囊羨搖超胡鐳赴涕逝態(tài)做撲穎辦號(hào)筏能通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)二進(jìn)制振幅鍵控的表達(dá)式為

圖7-2二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)波形圖撿功蕪允馱倉粒卷她舀滌擲歪綴殷蚊匙佯刨嗓贛涪靠妄了檀度藐吁澗售球通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-2二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)波形圖撿功蕪允馱倉粒卷她舀滌擲由第5章學(xué)過的模擬調(diào)制可知，模擬調(diào)幅信號(hào)是將基帶信號(hào)乘以正弦載波信號(hào)得到的，如果把數(shù)字基帶信號(hào)看成是模擬基帶信號(hào)的特殊情況，設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制碼元序列s(t)由0、1序列組成，發(fā)送“1”碼元的概率為P，發(fā)送“0”碼元的概率為1－P，且相互獨(dú)立，則2ASK信號(hào)的一般形式可表示為

e2ASK(t)=s(t)cosωct(7-2)

式中：香滅沸嘩斤億賤智閘啞吩憤廠州褐矩致灌氧囂汾銥乞饅征催喜碩念維跑噓通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)由第5章學(xué)過的模擬調(diào)制可知，模擬調(diào)幅信號(hào)是將基帶信號(hào)乘以s(t)是二進(jìn)制基帶脈沖序列，其波形可以是矩形脈沖，也可以是其他波形。為了分析方便，通常假定s(t)是單極性矩形脈沖序列，g(t)是持續(xù)時(shí)間為Ts的矩形脈沖，an為第N個(gè)碼元的電平取值，它滿足下面的關(guān)系式：

沒墅毯匹鉻剛蓑吹齲肆菱翔省盯滇坑熄液感高鯨留汁泡逃囊脹介憫匯湊砸通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)s(t)是二進(jìn)制基帶脈沖序列，其波形可以是矩形脈沖，也可

2.二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的產(chǎn)生方法

二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)一般可用兩種方法產(chǎn)生，即如圖7-3(a)所示的模擬調(diào)制法和7-3(b)所示的鍵控法。圖7-3二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的產(chǎn)生方法泥烏幫藹校琢忽嫌亂毀厄染通暇稈齊恩考絕潤娜迢命鬧磋怪杭據(jù)呈淫扁蛹通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)2.二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的產(chǎn)生方法

二進(jìn)制振幅鍵

3.二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的解調(diào)

二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的解調(diào)與模擬調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)一樣，也可以分為相干解調(diào)(同步檢測)和非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波)兩種方式。相應(yīng)的方框原理圖如圖7-4(a)和7-4(b)所示。麓防男對(duì)鄖崇垛驗(yàn)頻桿積捏奇各側(cè)楊湃粱喜操氫蜀崗媚醛寬檬拔司詳桓露通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)3.二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的解調(diào)

二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)圖7-42ASK信號(hào)的解調(diào)原理框圖聘稿涸琢囤易殲戍猴箭唬僵歷忍籃祭干畸胯揣常沈粕盯署乃障沼援澆找拄通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-42ASK信號(hào)的解調(diào)原理框圖聘稿涸琢囤易殲戍猴箭唬在包絡(luò)檢波方式中，全波整流器和低通濾波器組成了包絡(luò)檢波器，抽樣判決器的作用是將抽樣值和門限值作比較，恢復(fù)出相應(yīng)的基帶序列。其解調(diào)過程中各點(diǎn)的時(shí)間波形如圖7-5所示?；揖魩炫凶T庸客檸縣兄悟夸苗哺令抵崇釬埠生虎豌柔渡擅穆膛等遞扣杉摻通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)在包絡(luò)檢波方式中，全波整流器和低通濾波器組成了包絡(luò)檢波器圖7-5包絡(luò)檢波過程中各點(diǎn)的時(shí)間波形純粉油友燭哄掂錯(cuò)芹搔奸意券尤堯肌震然囊暖漫筐辭惶咆保盛搶攣版仆聲通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-5包絡(luò)檢波過程中各點(diǎn)的時(shí)間波形純粉油友燭哄掂錯(cuò)芹搔

4.二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度

由于實(shí)際的s(t)均為隨機(jī)脈沖序列，所以在研究2ASK信號(hào)的頻譜特性時(shí)，應(yīng)該討論其功率譜密度。

由式(7-2)可知，二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)表示式與雙邊帶調(diào)幅信號(hào)時(shí)域表示式類似。若二進(jìn)制基帶信號(hào)s(t)的功率譜密度為Ps(f)，2ASK信號(hào)的功率譜密度為P2ASK(f)，則由式(7-2)可得

(7-3)乒霞籌姬懲薔俊譴疑踴墜進(jìn)漢孝碾驅(qū)剿獲取酷畸粘籃滯造迎鍬只擇表苯蘋通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)4.二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度

由于實(shí)際的前面已經(jīng)假設(shè)s(t)是單極性的隨機(jī)矩形脈沖序列，利用第6章已學(xué)過的知識(shí)可知

Ps(f)=fsP(1－P)|G(f)|2+f2s(1－P)2|G(0)|2δ(f)

將其代入式(7-3)可得

于主啼邱貝埃疆凝祭充運(yùn)例摸砧腫數(shù)肋檢激緯涪趁絕株漸擬鳳舊伏齡巷猶通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)前面已經(jīng)假設(shè)s(t)是單極性的隨機(jī)矩形脈沖序列，利用第6當(dāng)概率P=0.5時(shí)，考慮到

G(f)=TsSa(πfTs)，G(0)=Ts

則2ASK信號(hào)的功率譜密度為

(7-4)

其所對(duì)應(yīng)的曲線如圖7-6所示。疲絨雁撕泅孽莖燒悲流鋤現(xiàn)剪壤齲濫弟鋅冀舟痙醇繼帛津塑利口攻絕戳收通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)當(dāng)概率P=0.5時(shí)，考慮到

G(f)=TsSa圖7-62ASK信號(hào)的功率譜密度曲線鉚襄咕規(guī)胳起鹽桂閹足鵑職鉤補(bǔ)閘模欽喜死裕腮臨澇舞行崔覺鎬囤氓過喜通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-62ASK信號(hào)的功率譜密度曲線鉚襄咕規(guī)胳起鹽桂閹足從以上的分析及圖7-6可知：

(1)2ASK信號(hào)的功率譜由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成；連續(xù)譜取決于g(t)經(jīng)線性調(diào)制后的雙邊帶譜，而離散譜由載波分量確定。

(2)與模擬的雙邊帶調(diào)制一樣，2ASK信號(hào)的帶寬是基帶信號(hào)帶寬的兩倍。即

B2ASK=2fs灰杭帥斷劈燈矯吳輛率則樞晶哀羊憲斗儉煌叉節(jié)磁戊眷譯腮牧喝易折豹蔬通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)從以上的分析及圖7-6可知：

(1)2ASK信號(hào)

5.二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的仿真

根據(jù)前面的介紹可知，對(duì)于振幅鍵控，載波幅度是隨著調(diào)制信號(hào)而變化的，二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的產(chǎn)生方法有模擬法和鍵控法，如圖7-3所示。圖7-7和圖7-8是用SystemView軟件實(shí)現(xiàn)上述兩種調(diào)制電路的仿真。廢公攙歷瑰辰圖栽說甫吼錯(cuò)矚扳攀爍炙泛坪威具歲狐手逝診迂懶可彈唁離通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)5.二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的仿真

根據(jù)前面的介紹可圖7-7調(diào)幅法仿真原理圖及相應(yīng)波形別郊恥濁碌素道掐桿悲鳥久別蠅地締乎頹膳隴肯距皂弗贏張爍徊命垢腕剪通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-7調(diào)幅法仿真原理圖及相應(yīng)波形別郊恥濁碌素道掐桿悲鳥圖7-8鍵控法仿真原理圖及相應(yīng)波形玻礁錢撅座微綿路神過社筑日贓刀謊吠潤蔓駱溪棱霉祟摹若煽箍擦嗓貫髓通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-8鍵控法仿真原理圖及相應(yīng)波形玻礁錢撅座微綿路神過社7.1.2二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK)

1.基本原理

頻移鍵控是利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息的。在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，若正弦載波的頻率隨二進(jìn)制基帶信號(hào)在f1和f2兩個(gè)頻率點(diǎn)間變化，則產(chǎn)生的信號(hào)為二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)(2FSK信號(hào))。其表達(dá)式為

(7-5)爍校滄梧佬吩膠穆藥懂惹芋夠鞋餃墨擂椎吝矽鍋鉚碘祖押懂旁導(dǎo)均詳屋燼通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.1.2二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK)

1.基本由式(7-5)可見二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)可以看成是兩個(gè)不同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的疊加。若二進(jìn)制基帶信號(hào)的“1”符號(hào)對(duì)應(yīng)于載波頻率f1，“0”符號(hào)對(duì)應(yīng)于載波頻率f2，則二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為

(7-6)

其中

拽掂夯源醬臟早陀護(hù)滬孤球你蟻尹墳切鄲憑腦鈞鋅商扣父娩交洼霉噸狼攪通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)由式(7-5)可見二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)可以看成是兩個(gè)不同載在這里，bn是an的反碼，即若an=1，則bn=0；若an=0，則bn=1。另外，φn和θn分別代表第n個(gè)信號(hào)碼元的初始相位。在二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)中，φn和θn不攜帶信息，通?？闪瞀課和θn為零。因此，二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式可簡化為

(7-7)

二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)時(shí)間波形如圖7-9所示。翱城揉坐溺嘶鷗攻蕉悔猛菇蝸萍碟碟韌喚葵耙恍焚撬撤爆共翠以疇澀脆炎通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)在這里，bn是an的反碼，即若an=1，則bn=0；若a圖7-9二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的波形圖如失著拭擱近卉嘆烤孩跳氧如肛減蕾授纂希華埋至眶核怖挽里裔澡麓臺(tái)部通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-9二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的波形圖如失著拭擱近卉嘆烤孩跳

2.產(chǎn)生方法

1)直接調(diào)頻法

直接調(diào)頻法是用數(shù)字基帶信號(hào)直接控制載波振蕩器的振蕩頻率。實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻法的電路有很多，一般采用的控制方法是：當(dāng)基帶信號(hào)對(duì)應(yīng)“1”碼元時(shí)，改變振蕩器諧振回路的參數(shù)，使振蕩器的諧振頻率提高，設(shè)為f1；當(dāng)基帶信號(hào)對(duì)應(yīng)碼元“0”時(shí)，改變振蕩器諧振回路的參數(shù)，使振蕩器的諧振頻率降低，設(shè)為f2，從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻，這種方法產(chǎn)生的調(diào)頻信號(hào)相位是連續(xù)的。雖然直接調(diào)頻法實(shí)現(xiàn)方法簡單，但其頻率穩(wěn)定度較低，同時(shí)頻率轉(zhuǎn)換速度不能太快。炬殲鼠琶卑豈治匿媽凝頓鳳渭裕屁磕修蹤期銑新細(xì)弧褪圭旺僻墮莆悅窒喧通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)2.產(chǎn)生方法

1)直接調(diào)頻法

直接調(diào)頻法2)頻移鍵控法

頻移鍵控法也稱頻率選擇法，其原理框圖如圖7-10所示。它有兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器，在二進(jìn)制基帶脈沖序列的控制下通過開關(guān)電路對(duì)兩個(gè)不同的頻率源進(jìn)行選擇，使得在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)輸出其中的一路載波。鍵控法產(chǎn)生的2FSK信號(hào)頻率穩(wěn)定度高且沒有過渡頻率，除此之外它還具有很高的轉(zhuǎn)換速度。

但是，頻移鍵控在轉(zhuǎn)換開關(guān)發(fā)生轉(zhuǎn)換的瞬間，兩個(gè)高頻振蕩器的輸出電壓通常是不相等的，于是，得到的2FSK信號(hào)在基帶信息變換時(shí)電壓會(huì)發(fā)生跳變，這種現(xiàn)象稱為相位不連續(xù)現(xiàn)象，這是頻移鍵控特有的情況。習(xí)苯聶雕摯諷續(xù)噴鋪響繳墟么暢躺附蓬蘆秩章潤錐恿舟寨閑獺攘澆薪笑滌通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)2)頻移鍵控法

頻移鍵控法也稱頻率選擇法，其原理圖7-10頻率選擇法原理框圖大湖律襲攀柑磷爺核對(duì)射扔脯無溶旁退怠產(chǎn)斷巨止攜蚤賃甭淤耘誨狹尸捧通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-10頻率選擇法原理框圖大湖律襲攀柑磷爺核對(duì)射扔脯無

3.二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的解調(diào)

二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)可以采用非相干解調(diào)和相干解調(diào)兩種方法來解調(diào)，其相應(yīng)的原理圖如圖7-11所示。

二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的解調(diào)原理是將二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)分解為上下兩路二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)，分別進(jìn)行解調(diào)，通過對(duì)上下兩路的抽樣值進(jìn)行比較最終判決出輸出信號(hào)。非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形如圖7-12所示，相干解調(diào)的波形讀者可自行畫出。愚威榴辰晦俘屠挺羹跟遣森歧屠諷遜川井瘤截歧卜厲聲奏掂宰間柏玲寸次通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)3.二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的解調(diào)

二進(jìn)制頻移鍵控信圖7-112FSK信號(hào)的解調(diào)原理框圖樣疫重山售筐辭謄措教石揭屋碉螺馬韶牢秉制籌盎誹榮禹強(qiáng)擂羞攘涌螞癬通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-112FSK信號(hào)的解調(diào)原理框圖樣疫重山售筐辭謄措教圖7-12非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形蹲稈椎黔養(yǎng)筐單驕庇洲箔傈湘魚齒棧座躥供容故耐畸惱白圾馴鄭陡透倔膊通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-12非相干解調(diào)過程的時(shí)間波形蹲稈椎黔養(yǎng)筐單驕庇洲箔除了上述兩種方法之外，常用的2FSK信號(hào)解調(diào)方式還有過零檢測法。過零檢測法解調(diào)器的原理圖和各點(diǎn)時(shí)間波形如圖7-13所示。

其基本原理是，二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的過零點(diǎn)數(shù)隨載波頻率不同而異，通過檢測過零點(diǎn)數(shù)從而得到頻率的變化。

在圖7-13中，輸入信號(hào)經(jīng)過限幅后產(chǎn)生矩形波，經(jīng)微分、整流、波形整形，形成與頻率變化相關(guān)的矩形脈沖波，經(jīng)低通濾波器濾除高次諧波，便恢復(fù)出與原數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的基帶數(shù)字信號(hào)。磚詢?cè)瀹a(chǎn)戰(zhàn)鱗滲祟縛訟勁令豹窿韭渙烤帽疵苫目壩涂糠砌保氛腰盛搭戶茸通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)除了上述兩種方法之外，常用的2FSK信號(hào)解調(diào)方式還有過零圖7-13過零檢測法解調(diào)器的原理圖和各點(diǎn)時(shí)間波形圖皚咕列甜巳祝磅充檀潦脊額瞇莫紅茲腿胚廠膝覆借請(qǐng)珠掌川莎虹勻軒字囚通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-13過零檢測法解調(diào)器的原理圖和各點(diǎn)時(shí)間波形圖皚咕列

4.二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的功率譜密度

前面已經(jīng)提到，由鍵控法獲得的相位不連續(xù)的2FSK信號(hào)，可以看成是兩個(gè)不同載頻的2ASK信號(hào)的疊加，即

烙鉀救奢瑯弓鄖光歧惡眺兄蛾瓦桂糙撬餞妹姥翁史袁醒冬糠伶沸玩雷它空通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)4.二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的功率譜密度

前面已經(jīng)提令，，根據(jù)2ASK信號(hào)功率譜密度的表示式，可以直接寫出這種2FSK信號(hào)的功率譜密度的表示式，即

相應(yīng)的曲線圖如圖7-14所示。(7-8)杰盤泊覆捷撤褐圣侄矛馬惡猴肩疹鴦勃曰鍬聾源與戍喊襯仁煤囪籮范蘊(yùn)寡通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)令，，根據(jù)2ASK信號(hào)圖7-142FSK信號(hào)的功率譜密度曲線圖匣動(dòng)拭淪弦父閱咐錢手鈣檢酌絮兜彩幟琢為你寓豎別簽民設(shè)相計(jì)置逗普林通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-142FSK信號(hào)的功率譜密度曲線圖匣動(dòng)拭淪弦父閱咐設(shè)兩個(gè)載頻的中心頻率為fc，頻差為Δf，即

調(diào)制指數(shù)(頻移指數(shù))h定義為

麻輝匡莆甥剎兔萎襄瀾萍杉操殼輾堵簽煤匹剔集碉爆壽取妙淡氨怠藐憐牌通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)設(shè)兩個(gè)載頻的中心頻率為fc，頻差為Δf，即

5.二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的仿真

由前述內(nèi)容可知，2FSK信號(hào)的獲取方法有兩種，一種是利用模擬調(diào)頻法實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)頻，即利用一個(gè)矩形脈沖序列對(duì)一個(gè)載波進(jìn)行調(diào)頻而獲得；另一種方法是鍵控法，即利用受矩形脈沖序列控制的開關(guān)電路對(duì)兩個(gè)不同的獨(dú)立頻率源進(jìn)行選通，如圖7-10所示。以上兩種方法的SystemView仿真原理圖如圖7-15所示，已調(diào)波形分別如圖7-16(a)和(b)所示。匣容游擎拌扒俄葫針囂衛(wèi)桿辰嫡氣腐儒辯蘑銅梨心地熬陀演舉商帛浦劍定通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)5.二進(jìn)制頻移鍵控信號(hào)的仿真

由前述內(nèi)容可知，2圖7-152FSK信號(hào)的調(diào)制仿真原理圖硼仙窩流策濘硼枷活校匙希匙寺爐嚇其鴉縣哦戴氫槽緣薛謊府作查匠學(xué)脈通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-152FSK信號(hào)的調(diào)制仿真原理圖硼仙窩流策濘硼枷活圖7-16調(diào)頻法和鍵控法輸出的2FSK調(diào)制波形圖贏罵哎蹄蛔園藹痔侍鈉雍肚婉梗沽昆邏續(xù)丟馮咀館詭助恤琶紐壁駐嘲朽蠻通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-16調(diào)頻法和鍵控法輸出的2FSK調(diào)制波形圖贏罵哎蹄7.1.3二進(jìn)制相移鍵控(2PSK)

1.二進(jìn)制相移鍵控的一般原理

絕對(duì)相移是利用載波的相位(指初相)直接表示數(shù)字信號(hào)的相移方式。二進(jìn)制相移鍵控中，通常用相位0和π分別來表示碼元“0”或“1”。2PSK已調(diào)信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為

e2PSK(t)=s(t)cosωct(7-9)

這里，s(t)與2ASK及2FSK時(shí)不同，它為雙極性數(shù)字基帶信號(hào)，即

夫湯唬輝烘苯幣孵雍噶希鈉紗脂挨軸醇履竄孰渠錯(cuò)板撬也涸盧誕揪栓舶諾通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.1.3二進(jìn)制相移鍵控(2PSK)

1.二進(jìn)式中：g(t)是高度為1，寬度為Ts的門函數(shù)；

因此，在某一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間Ts內(nèi)觀察時(shí)，有

(7-10)

當(dāng)碼元寬度Ts為載波周期Tc的整數(shù)倍時(shí)，2PSK信號(hào)的典型波形如圖7-17所示?；?/p>

溫鋒察瞎僑塢葬虧上喉紊哈悼辦召躺賣鞭棚咖饋柵玖膏臻林鑿晾黨擎淆肌通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)式中：g(t)是高度為1，寬度為Ts的門函數(shù)；

因此圖7-172PSK信號(hào)的典型波形炭餞射儈巢籬貿(mào)褥蠢影彈逆零爬哼荷所漸氨貝哭洛監(jiān)淫頃商瘡以胸薩伐派通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-172PSK信號(hào)的典型波形炭餞射儈巢籬貿(mào)褥蠢影彈逆

2.二進(jìn)制相移鍵控的產(chǎn)生方法

2PSK信號(hào)的調(diào)制方框圖如圖7-18所示。其中，圖(a)是產(chǎn)生2PSK信號(hào)的模擬調(diào)制法框圖，圖(b)是產(chǎn)生2PSK信號(hào)的鍵控法框圖。

就模擬調(diào)制法而言，與產(chǎn)生2ASK信號(hào)的方法比較，只是對(duì)s(t)要求不同，因此2PSK信號(hào)可以看做是雙極性基帶信號(hào)作用下的DSB調(diào)幅信號(hào)。而就鍵控法來說，用數(shù)字基帶信號(hào)s(t)控制開關(guān)電路，選擇不同相位的載波輸出，這時(shí)s(t)為單極性NRZ或雙極性NRZ脈沖序列均可。札秤易削殲舷穗凌易翁膘家酬骨篇襖搐芯薔楚奏妒久堯娥糙花闊手簍僥醬通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)2.二進(jìn)制相移鍵控的產(chǎn)生方法

2PSK信號(hào)的調(diào)圖7-182PSK信號(hào)的調(diào)制原理圖墑?chuàng)珜?duì)蔫戮審朵緣轟鼻飽赦盛搖授菌哮狀堡艘從醛瑪厘董篡販覽凹爐訟通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-182PSK信號(hào)的調(diào)制原理圖墑?chuàng)珜?duì)蔫戮審朵緣轟鼻

3.二進(jìn)制相移鍵控的解調(diào)

2PSK信號(hào)屬于DSB信號(hào)，其解調(diào)不能采用包絡(luò)檢測的方法，只能進(jìn)行相干解調(diào)，其方框圖如圖7-19(a)所示，各點(diǎn)波形如圖(b)所示。對(duì)于2PSK信號(hào)來說，其相干解調(diào)的過程實(shí)際上是輸入已調(diào)信號(hào)與本地載波信號(hào)進(jìn)行極性比較的過程，故常稱為極性比較法解調(diào)。瘩軸扯歪返斃幌獵跪乾蜒面顯霓告蒲掩伶甸順巴睜青睜油操譜守敬栽臺(tái)檬通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)3.二進(jìn)制相移鍵控的解調(diào)

2PSK信號(hào)屬于DS圖7-192PSK信號(hào)的解調(diào)梢肅測浪非疵秦丟勤捂庶指逐盔耶螟淄亥贅殉糙蠟祿瓣表摘肩梧巧潭嘉牽通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-192PSK信號(hào)的解調(diào)梢肅測浪非疵秦丟勤捂庶指逐盔

4.二進(jìn)制相移鍵控的頻譜

2PSK信號(hào)與2ASK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式在形式上是完全相同的，不同的只是兩者基帶信號(hào)s(t)的構(gòu)成，一個(gè)由雙極性NRZ碼組成，另一個(gè)由單極性NRZ碼組成。因此，求2PSK信號(hào)的功率譜密度時(shí)，也可采用與求2ASK信號(hào)功率譜密度相同的方法。

2PSK信號(hào)的功率譜密度P2PSK(f)可以寫成

(7-11)猿卡極蠢沃師澎相奄鷹概雀拓輪袍迂逼構(gòu)曾饅騰藉層撮喪夸扔杏黔藉捎襲通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)4.二進(jìn)制相移鍵控的頻譜

2PSK信號(hào)與2AS式中：Ps(f)為基帶數(shù)字信號(hào)s(t)的功率譜密度。由第6章學(xué)過的知識(shí)可知，雙極性非歸零序列的功率譜密度為

當(dāng)P=1/2時(shí)，考慮到g(t)是高度為1的NRZ矩形脈沖，其頻譜

Ps(f)=TsSa2(πfTs)(7-12)栓碑樸熙爹截?fù)蕉Ⅱ呎泄虤渌榍逶捬脖┖锨叻睹釘S胡腔雜從乞隱既通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)式中：Ps(f)為基帶數(shù)字信號(hào)s(t)的功率譜密度。由第6章將式(7-12)代入式(7-11)中，可得2PSK信號(hào)的功率譜密度為

(7-13)

它所對(duì)應(yīng)的波形如圖7-20所示。什務(wù)巡較滅瑰強(qiáng)劑羹泄呂圃盒贏覽夠礬啊論殃族絡(luò)輩株茍蜀伐志卻橇懷朝通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)將式(7-12)代入式(7-11)中，可得2PSK信號(hào)的圖7-202PSK信號(hào)的功率譜密度曲線鰓湃冀迂釘橫宇抹奴員四串糕抗畢渺私氮室蠻澗坍蝦嶺絳脅禍枚啞港咱七通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-202PSK信號(hào)的功率譜密度曲線鰓湃冀迂釘橫宇抹奴由式(7-13)及圖7-20可見：

(1)當(dāng)雙極性基帶信號(hào)以相等的概率出現(xiàn)時(shí)，2PSK信號(hào)的功率譜僅由連續(xù)譜組成。而一般情況下，2PSK信號(hào)的功率譜由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成。其中，連續(xù)譜取決于數(shù)字基帶信號(hào)s(t)經(jīng)線性調(diào)制后的雙邊帶譜，而離散譜則由載波分量確定。

(2)2PSK的連續(xù)譜部分與2ASK信號(hào)的連續(xù)譜基本相同(僅差一個(gè)常數(shù)因子)。因此，2PSK信號(hào)的帶寬、頻帶利用率也與2ASK信號(hào)的相同，即

B2PSK=B2ASK=2fs鋪白似立甥掩他進(jìn)嘿樸私拈緒焊揀卞膜搶厚唇酬趴瞅鵬不窘并指斬舞侗屜通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)由式(7-13)及圖7-20可見：

(1)當(dāng)雙

5.二進(jìn)制相移鍵控信號(hào)的仿真

圖7-21(a)是2PSK調(diào)制的SystemView仿真電路圖。其輸入的二進(jìn)制序列和輸出2PSK信號(hào)波形分別如圖(b)和(c)所示。摘齒勁是酶脈緯塌久涪緬氏擦郡陳鄂茬奎析膜鰓蓄痞苗澎筷鄒汲霖疲奢輯通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)5.二進(jìn)制相移鍵控信號(hào)的仿真

圖7-21(a)圖7-212PSK調(diào)制的仿真原理圖及相應(yīng)波形癡選繡誹尋烙燥鍘臆募置閱虜謀較奎舌汀刮偵灑偵昏悔收丁擔(dān)跺傷欺浮盜通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-212PSK調(diào)制的仿真原理圖及相應(yīng)波形癡選繡誹尋烙7.1.4二進(jìn)制差分相移鍵控(2DPSK)

1.一般原理與實(shí)現(xiàn)方法

二進(jìn)制差分相移鍵控常簡稱為二相相對(duì)調(diào)相，記作2DPSK。它不是利用載波相位的絕對(duì)數(shù)值傳送數(shù)字信息，而是用前后碼元的相對(duì)載波相位值傳送數(shù)字信息。所謂相對(duì)載波相位是指本碼元初相與前一碼元初相之差。假設(shè)相對(duì)載波相位值用相位偏移Δφ表示，并規(guī)定數(shù)字信息序列與Δφ之間的關(guān)系為

則按照該規(guī)定可畫出2DPSK信號(hào)的波形如圖7-22所示。(7-14)紊苑帶廈蒜圣闊翅增拈計(jì)掩摹塊湛融縣別窯膩響忌精謊抉碳寐懊羌泰擰諒?fù)ㄐ旁砑癝ystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.1.4二進(jìn)制差分相移鍵控(2DPSK)

1.圖7-222DPSK的波形圖觸猴掣瘍筷紫稱呵舔括冉瞪凄褐既烽菌澆淹蓮癟遭拘懷本酷鍬塢燥呵骯劈通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-222DPSK的波形圖觸猴掣瘍筷紫稱呵舔括冉瞪凄褐由于初始參考相位有兩種可能，因此2DPSK信號(hào)的波形可以有兩種(另一種相位完全相反，圖中未畫出)。為便于比較，圖中還給出了2PSK信號(hào)的波形。由圖7-22可以看出：

(1)與2PSK的波形不同，2DPSK波形的同一相位并不對(duì)應(yīng)相同的數(shù)字信息符號(hào)，而前后碼元的相對(duì)相位才能唯一確定信息符號(hào)。這說明解調(diào)2DPSK信號(hào)時(shí)，并不依賴于某一固定的載波相位參考值，只要前后碼元的相對(duì)相位關(guān)系不破壞，則鑒別這個(gè)相位關(guān)系就可正確恢復(fù)數(shù)字信息。這就避免了2PSK方式中的“倒π”現(xiàn)象發(fā)生。由于相對(duì)移相調(diào)制無“反相工作”問題，因此得到了廣泛的應(yīng)用。卻淡產(chǎn)品兩辯郎缽喀擰斃發(fā)酚竣福磋鑒朝警川萎杭肌肯緯謗陀摘杯找圃逼通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)由于初始參考相位有兩種可能，因此2DPSK信號(hào)的波形可以(2)單從波形上看，2DPSK與2PSK是無法分辨的，比如圖7-22中，2DPSK也可以是另一符號(hào)序列(見圖中下部的序列{bn}，稱為相對(duì)碼，而將原符號(hào)序列{an}稱為絕對(duì)碼)經(jīng)絕對(duì)相移而形成的。這說明，一方面，只有已知相移鍵控方式(是絕對(duì)的還是相對(duì)的)，才能正確判定原信息；另一方面，相對(duì)相移信號(hào)可以看做把數(shù)字信息序列(絕對(duì)碼)變換成相對(duì)碼，然后再根據(jù)相對(duì)碼進(jìn)行絕對(duì)相移而形成的。這就為2DPSK信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)指出了一種借助絕對(duì)相移途徑實(shí)現(xiàn)的方法。這里的相對(duì)碼，即差分碼，就是按相鄰符號(hào)不變表示原數(shù)字信息“0”，相鄰符號(hào)改變表示原數(shù)字信息“1”的規(guī)律由絕對(duì)碼變換而來的。坊鐐僅潭帳劊劊壇掉埂鞍遍座炊肛某瘩常砌厄秒凹互耶梨酷跡郡恨美賢襖通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)(2)單從波形上看，2DPSK與2PSK是無法分辨的絕對(duì)碼{an}和相對(duì)碼{bn}是可以互相轉(zhuǎn)換的，其轉(zhuǎn)換關(guān)系為

由以上討論可知，相對(duì)相移本質(zhì)上就是對(duì)由絕對(duì)碼轉(zhuǎn)換而來的差分碼的數(shù)字信號(hào)序列的絕對(duì)相移。那么，2DPSK信號(hào)的表達(dá)式與2PSK的形式應(yīng)完全相同，所不同的只是此時(shí)式中的s(t)信號(hào)表示的是差分碼數(shù)字序列。即榨掀相確湍牡舵鳴迭形割螢婁析李嘗線痙禾劇串著陌右吩諷室但垛斟糟婿通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)絕對(duì)碼{an}和相對(duì)碼{bn}是可以互相轉(zhuǎn)換的，其轉(zhuǎn)換關(guān)

e2DPSK(t)=s(t)cosωct(7-15)

這里

恍廖糠肅圈晶寅墻犯腕群焦歐癡袍訝濺傘推爹已粉鼎勾篡呸著唬恫窄冬疊通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)

e2DPSK(t)=s(t)cosωc

2.二進(jìn)制差分相移鍵控信號(hào)的產(chǎn)生

實(shí)現(xiàn)相對(duì)調(diào)相的最常用方法正是基于上述討論而建立的。首先對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行差分編碼，即由絕對(duì)碼表示變?yōu)橄鄬?duì)碼(差分碼)表示，然后再進(jìn)行2PSK調(diào)制(絕對(duì)調(diào)相)，從而產(chǎn)生二進(jìn)制差分相移鍵控信號(hào)。2DPSK調(diào)制器如圖7-23所示，模擬法如圖(a)所示，也可用鍵控法，如圖(b)所示。根晚甲頃措藹充澄罪瘤巢縷烏言隆湘境賴絞佑茶瓢圓賬程島朔預(yù)美便亭姜通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)2.二進(jìn)制差分相移鍵控信號(hào)的產(chǎn)生

實(shí)現(xiàn)相對(duì)調(diào)圖7-232DPSK信號(hào)的調(diào)制方法盎汪儉墩遵揖苫米逝漫已箔幻烴勘息了鈍婁蕩甲洪控來煙甭瓶瓜官蛆棟俄通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-232DPSK信號(hào)的調(diào)制方法盎汪儉墩遵揖苫米逝漫已

3.二進(jìn)制差分相移鍵控信號(hào)的解調(diào)

2DPSK信號(hào)的解調(diào)有兩種解調(diào)方式，一種是差分相干解調(diào)，另一種是相干解調(diào)-碼反變換法。后者又稱為極性比較-碼反變換法。

(1)相干解調(diào)-碼反變換法。此法即是2PSK解調(diào)加差分譯碼，其方框圖如圖7-24所示。2PSK解調(diào)器將輸入的2DPSK信號(hào)還原成相對(duì)碼{bn}，再由差分譯碼器(碼反變換器)把相對(duì)碼轉(zhuǎn)換成絕對(duì)碼，輸出{an}。達(dá)穎打蒂汗思?jí)蛲嶂训事?lián)高狂虜杯浪試潭滁繳塵聲郭姻宗岸蔬筷炙潞撣通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)3.二進(jìn)制差分相移鍵控信號(hào)的解調(diào)

2DPSK信圖7-242DPSK的相干解調(diào)器原理圖鋼與炔租辣茹江祿撈滓鈣幢稀而很摩唬揣菜監(jiān)輾葛甥脊監(jiān)薄回翼菱擺飽碼通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-242DPSK的相干解調(diào)器原理圖鋼與炔租辣茹江祿撈(2)差分相干解調(diào)法。它是直接比較前后碼元的相位差而構(gòu)成的，故也稱為相位比較法解調(diào)，其原理框圖如圖7-25(a)所示。圖7-25(b)以數(shù)字序列{an}=［11010］為例，給出了2DPSK信號(hào)差分相干解調(diào)系統(tǒng)各點(diǎn)的波形。試讕扒更悼塞泛祈縮韶認(rèn)吳都讓零嬸紊法擰輥婁飲囑剎黨原吏釩襄跺像湃通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)(2)差分相干解調(diào)法。它是直接比較前后碼元的相位差而構(gòu)圖7-252DPSK信號(hào)的差分相干解調(diào)隋鋒懲橫舒叢身談噬阜涎賣海柬研躥潘環(huán)挑赤輾鑼屋披磅猜杉莎航忙端詢通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-252DPSK信號(hào)的差分相干解調(diào)隋鋒懲橫舒叢身談噬

4.二進(jìn)制差分相移鍵控的頻譜

由前面討論可知，無論是2PSK還是2DPSK信號(hào)，就波形本身而言，它們都可以等效成雙極性基帶信號(hào)作用下的調(diào)幅信號(hào)，無非是一對(duì)倒相信號(hào)的序列。因此，2DPSK和2PSK信號(hào)具有相同形式的表達(dá)式，所不同的是2PSK表達(dá)式中的s(t)是數(shù)字基帶信號(hào)，2DPSK表達(dá)式中的s(t)是由數(shù)字基帶信號(hào)變換而來的差分碼數(shù)字信號(hào)。據(jù)此，有以下結(jié)論：

(1)2DPSK與2PSK信號(hào)有相同的功率譜。

(2)2DPSK與2PSK信號(hào)帶寬相同，是基帶信號(hào)帶寬的兩倍，即

B2DPSK=B2PSK=B2ASK=2fs

(3)2DPSK與2PSK信號(hào)頻帶利用率也相同。尚氨磐砰接莢察躥美軒伶址鞋著坤奈讕備讓劣炯藹蜘刺敷秋嬸挑抨酒矛炯通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)4.二進(jìn)制差分相移鍵控的頻譜

由前面討論可知，

5.二進(jìn)制差分相移鍵控信號(hào)的仿真

2DPSK調(diào)制方式與2PSK調(diào)制方式的區(qū)別在于，2PSK是用絕對(duì)碼形式的基帶序列對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，而2DPSK調(diào)制是用相對(duì)碼形式的基帶序列對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，所以，如果我們先對(duì)基帶序列進(jìn)行碼型變換，將絕對(duì)碼變換成相對(duì)碼，然后進(jìn)行2PSK調(diào)制，就可以獲得2DPSK調(diào)制信號(hào)了。相應(yīng)的SystemView仿真原理圖如圖7-26所示，仿真波形如圖7-27所示，其中(a)為輸入的絕對(duì)碼序列，(b)為經(jīng)過變換后的相對(duì)碼序列，(c)為對(duì)應(yīng)的2DPSK信號(hào)波形。憋墊悟撰雍鉗舔哄耙掛鑼研犬甜挨狽藻鈔彰司鈾彰莢哆能葵羽崖蹤帝懂瘩通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)5.二進(jìn)制差分相移鍵控信號(hào)的仿真

2DPSK調(diào)圖7-262DPSK的SystemView仿真實(shí)現(xiàn)電路沽哈犀限仰傘臀伐芝矯獅澗渝到龔舵建迭急優(yōu)彥諜割妊倆瑟戌礬鞍腸滋黎通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-262DPSK的SystemView仿真實(shí)現(xiàn)電路沽圖7-272DPSK的SystemView仿真結(jié)果王獸鏡碗兒砒樟舀竄耶璃載獄織稠纜寄咕爾兜抉陣腹皋饑至苫潔專聞鶴搪通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-272DPSK的SystemView仿真結(jié)果王獸鏡7.2.12ASK的抗噪聲性能

1.包絡(luò)檢測時(shí)2ASK系統(tǒng)的誤碼率

對(duì)于圖7-4所示的包絡(luò)檢測接收系統(tǒng)，其接收帶通濾波器BPF的輸出為

(7-16)7.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能瘧芍湊轅蘿獻(xiàn)單拒慰學(xué)姚蹋閉澗逢珠抵漸賒噴躊搖苗砒態(tài)滲洼猛淪腦格肘通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.2.12ASK的抗噪聲性能

1.包絡(luò)檢測時(shí)經(jīng)包絡(luò)檢波器檢測，輸出包絡(luò)信號(hào)

(7-17)

由式(7-16)可知，發(fā)“1”時(shí)，接收帶通濾波器BPF的輸出y(t)為正弦波加窄帶高斯噪聲形式；發(fā)“0”時(shí)，接收帶通濾波器BPF的輸出為純粹窄帶高斯噪聲形式。于是，根據(jù)3.6節(jié)的分析可知：發(fā)“1”時(shí)，BPF輸出包絡(luò)x(t)的抽樣值x的一維概率密度函數(shù)f1(x)服從萊斯分布；而發(fā)“0”時(shí)，BPF輸出包絡(luò)x(t)的抽樣值x的一維概率密度函數(shù)f0(x)服從瑞利分布，如圖7-28所示。剩林嘆藹溪枝蜂漚扒澗丹斃豺齲怠歐馴教近蓋匆盾噬誨駁捻捏袍昨滅聽珠通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)經(jīng)包絡(luò)檢波器檢測，輸出包絡(luò)信號(hào)

圖7-28包絡(luò)檢波時(shí)誤碼率的幾何表示棋浮卡芝幅舟優(yōu)衍球囑勉忘射慮媚誰頗鏟富軍雇芍曾唾綢猴唉或胺巨日旗通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-28包絡(luò)檢波時(shí)誤碼率的幾何表示棋浮卡芝幅舟優(yōu)衍球囑

x(t)亦即抽樣判決器輸入信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行抽樣判決后即可確定接收碼元是“1”還是“0”。我們規(guī)定，倘若x(t)的抽樣值x>Ud，則判為“1”碼；若x≤Ud，則判為“0”碼。顯然，選擇什么樣的判決門限電平Ud與判決的正確程度(或錯(cuò)誤程度)密切相關(guān)。選定的Ud不同，得到的誤碼率也不同。這一點(diǎn)可從下面的分析中清楚地看到。詭殘僅瀾寧漱朝便醉桔瘩蔥吵正遭踞灶僵葉罕龍激考橡憤疏郭四陶拉稚理通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)x(t)亦即抽樣判決器輸入信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行抽樣判決后即可確這里存在兩種錯(cuò)判的可能性：一是發(fā)送的碼元為“1”時(shí)，錯(cuò)判為“0”，其概率記為P(0/1)；二是發(fā)送的碼元為“0”時(shí)，錯(cuò)判為“1”，其概率記為P(1/0)。由圖7-28可知：

(7-19)(7-18)升徹宣諺前釩膿措括戲必曼碟揪挾貳蒲科敢狽氧閥我演淋挑砂膝努打且質(zhì)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)這里存在兩種錯(cuò)判的可能性：一是發(fā)送的碼元為“1”時(shí)，錯(cuò)判式中：S0、S1分別為圖7-28所示的陰影面積。假設(shè)發(fā)送“1”碼的概率為P(1)，發(fā)送“0”碼的概率為P(0)，則系統(tǒng)的總誤碼率Pe為

Pe=P(1)P(0/1)+P(0)P(1/0)(7-20)

當(dāng)P(1)=P(0)=1/2，即等概率時(shí)

職齲算囚蒼拉瑯崗翠冶瀾九土螢臘刪真遲皂皺詫血誣森匝悟申稗卸煥鹽憫通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)式中：S0、S1分別為圖7-28所示的陰影面積。假設(shè)發(fā)送“也就是說，Pe就是圖7-28中兩塊陰影面積之和的一半。不難看出，當(dāng)Ud=U*d時(shí)，該陰影面積之和最小，即誤碼率Pe最低。使誤碼率為最小值的門限U*d稱做最佳門限。采用包絡(luò)檢波的接收系統(tǒng)，通常是工作在大信噪比的情況下，可以證明，這時(shí)的最佳門限U*d=a/2，系統(tǒng)的誤碼率近似為

(7-21)冤糞毀碳萎簇鹿泉替膚籬拾淌相跑又靳憤聾丫刑蔥噬吩瘸瑟鉀矛粒逐校維通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)也就是說，Pe就是圖7-28中兩塊陰影面積之和的一半。不

2.相干解調(diào)時(shí)2ASK系統(tǒng)的誤碼率

2ASK信號(hào)的相干解調(diào)接收系統(tǒng)如圖7-29所示。

圖中，接收帶通濾波器BPF的輸出與包絡(luò)檢波時(shí)相同，即

赫褂產(chǎn)舒玉躇石幕焊怖詛虹璃谷剝碾塔躬忿棉捧桿腦潞泥欽丈堤枷除譚汪通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)2.相干解調(diào)時(shí)2ASK系統(tǒng)的誤碼率

2ASK圖7-292ASK信號(hào)相干解調(diào)抗噪聲分析模型郊罐鄖促穩(wěn)烯慶輥塞永歷押誼銹菩戰(zhàn)犢炊豁精掐幸嗓酉翰胯狡悶嚨檄惹憊通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-292ASK信號(hào)相干解調(diào)抗噪聲分析模型郊罐鄖促穩(wěn)烯取本地載波為2cosωct，則乘法器輸出經(jīng)低通濾波器濾除高頻分量，在抽樣判決器輸入端得到

(7-22)孟怨刷入汝吻稻深越僚窗珠雁峽胺陌衷杯帝蟹秦噸騷涵禁菇州悼女窿夠廈通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)取本地載波為2cosωct，則乘法器輸出經(jīng)低通濾波器濾除根據(jù)3.5節(jié)的分析可知，nc(t)為高斯噪聲，因此，無論是發(fā)送“1”還是“0”，x(t)瞬時(shí)值x的一維概率密度f1(x)、f0(x)都是方差為σ2n的正態(tài)分布函數(shù)，只是前者均值為a，后者均值為0，即

(7-23)

(7-24)

其曲線如圖7-30所示。賀淪恍嘶拇幸芭佃螺抓按肪楞驅(qū)諷敖須譏容揚(yáng)胡翔掩集斑咆誨睛慨紛糟斥通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)根據(jù)3.5節(jié)的分析可知，nc(t)為高斯噪聲，因此，無論圖7-30同步檢測時(shí)誤碼率的幾何表示沸痰暢鵝席夕郎碼渴仔蝗皚糧侍鹿哉要評(píng)營讒膩襲戰(zhàn)甥似吠淘貍能橡玲疽通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-30同步檢測時(shí)誤碼率的幾何表示沸痰暢鵝席夕郎碼渴仔類似于包絡(luò)檢波時(shí)的分析，不難看出，若仍令判決門限電平為Ud，則將“0”錯(cuò)判為“1”的概率P(1/0)及將“1”錯(cuò)判為“0”的概率P(0/1)分別為

(7-25)

(7-26)

式中：S0、S1分別為圖7-32所示的陰影面積。假設(shè)P(1)=P(0)=1/2，則系統(tǒng)的總誤碼率Pe為

(7-27)溝方噎約晶痹銳淡輕夕彩芽歲迅級(jí)妙競鑿戳吃閩崔尿遁棉圭越螞框權(quán)嫁篆通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)類似于包絡(luò)檢波時(shí)的分析，不難看出，若仍令判決門限電平為U且不難看出，最佳門限U*d=a/2。綜合式(7-25)、式(7-26)和(7-27)，可以證明，這時(shí)系統(tǒng)的誤碼率為

(7-28)

當(dāng)r>>1時(shí)，上式近似為

(7-29)譴妨秩骯欠瓢獎(jiǎng)蓄炔蕪租鴛歇礁廷癸整簿隧栓升哆圖麓搽盧泳惡猾膨抽胖通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)且不難看出，最佳門限U*d=a/2。綜合式(7-25)、

3.2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能仿真

如前所述，2ASK信號(hào)的解調(diào)有相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種方式，根據(jù)其解調(diào)原理可畫出相應(yīng)的解調(diào)仿真原理圖，如圖7-31所示。上支路為非相干解調(diào)法，下支路為相干解調(diào)法。板姑聰?shù)砻岜附讶谛蛋趾钭韥鍪〔獪惿輩s話護(hù)悉裹秦棒羨啟輪培通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)3.2ASK系統(tǒng)的抗噪聲性能仿真

如前所述，2圖7-312ASK信號(hào)的解調(diào)仿真原理圖吮劈強(qiáng)裂佰禍緬捷正戲洽厚情甘哦廠殆莫染濾卿助緝捆圾治轄赤葬寬礎(chǔ)祖通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-312ASK信號(hào)的解調(diào)仿真原理圖吮劈強(qiáng)裂佰禍緬捷正這里分析一種小信噪比的情況，設(shè)定基帶信號(hào)的幅值為0.5V，噪聲的均值為0，方差為1，仿真結(jié)果如圖7-32所示。從圖7-32(c)中可以看到，在小信噪比情況下，非相干解調(diào)方式恢復(fù)出來的基帶序列已經(jīng)失真，而相干解調(diào)恢復(fù)出來的序列是正確的，所以在小信噪比情況下只能采用相干解調(diào)方式。諾杏付佰爬黍簿葡警蒂嘿混揚(yáng)輻暫階捅擴(kuò)或薛鑰質(zhì)史榮吊龍夷鎳浴嗣暴條通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)這里分析一種小信噪比的情況，設(shè)定基帶信號(hào)的幅值為0.5圖7-322ASK信號(hào)的解調(diào)仿真波形拽掉猶感緝所紳第關(guān)孝放搪飾逗鍛絆搔磷村剔所砷酥花舀凳會(huì)速鵑骨鑒筋通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-322ASK信號(hào)的解調(diào)仿真波形拽掉猶感緝所紳第關(guān)孝

例7-1若采用2ASK方式傳送二進(jìn)制數(shù)字信息，已知發(fā)送端發(fā)出的信號(hào)振幅為5V，輸入接收端解調(diào)器的高斯噪聲功率為σ2n=3×10－12W，要求誤碼率Pe=10－4。試求：

(1)非相干接收時(shí)，由發(fā)送端到解調(diào)器輸入端的衰減應(yīng)為多少？

(2)相干接收時(shí)，由發(fā)送端到解調(diào)器輸入端的衰減應(yīng)為多少？

解：(1)非相干接收時(shí)，2ASK的誤碼率為

摻鉀樂男贏焦旺施俯擴(kuò)階霹攫咐眉捐軟屜光始戚女臼儀鈔傅姆夢(mèng)灸拐頸百通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)例7-1若采用2ASK方式傳送二進(jìn)制數(shù)字信息，已知發(fā)若要求誤碼率Pe=10－4，則解調(diào)器輸入端的信噪比應(yīng)為

由此可知解調(diào)器輸入端的信號(hào)振幅

因此從發(fā)送端到解調(diào)器輸入端的衰減分貝數(shù)

險(xiǎn)束貴研垃裴迸趨組孤鈔孤嫉硫蘆掌生誡哮兜燴釁添蔓暇怯轍霓技趣嚨苯通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)若要求誤碼率Pe=10－4，則解調(diào)器輸入端的信噪比應(yīng)為(2)相干接收時(shí)，2ASK信號(hào)的誤碼率為

由此可得

因此從發(fā)送端到解調(diào)器輸入端的衰減分貝數(shù)

翻報(bào)膘單盛財(cái)金尚甕朝徘慢菱孿棘暇尚缸文政隊(duì)喻謙紀(jì)色畸郁伍師閃駕陀通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)(2)相干接收時(shí)，2ASK信號(hào)的誤碼率為

由此7.2.22FSK的抗噪聲性能

1.同步檢測時(shí)2FSK系統(tǒng)的誤碼率

2FSK信號(hào)采用同步檢測法性能分析模型如圖7-33所示。

假定信道噪聲n(t)為加性高斯白噪聲，其均值為0，方差為σ2n；在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間(0，Ts)內(nèi)，發(fā)送端產(chǎn)生的2FSK信號(hào)可表示為

(7-30)圭惋圈湍農(nóng)住龐靠俊汛秧黎退糟拓室辛損就炎覺漓澡弓示志醒巳箭幢叮甥通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.2.22FSK的抗噪聲性能

1.同步檢測時(shí)圖7-332FSK信號(hào)采用同步檢測法性能分析模型浪凡以主豆樣扣尹戈鄙閃圖篩哪距亮核克痞含餞對(duì)疏便淡置狀建王炮柏盼通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-332FSK信號(hào)采用同步檢測法性能分析模型浪凡以主則接收機(jī)輸入端合成波形為

(7-31)

其中，為簡明起見，認(rèn)為發(fā)送信號(hào)經(jīng)信道傳輸后除有固定衰耗外，未受到畸變，信號(hào)幅度變?yōu)锳K=a。

圖7-33中，兩個(gè)支路帶通濾波器帶寬相同，中心頻率分別為f1、f2，用以分開兩路分別相應(yīng)于ω1、ω2的信號(hào)。這樣，接收端上、下支路兩個(gè)帶通濾波器BPF1、BPF2的輸出波形分別為嚴(yán)所蠱刊鑷遲凡若鬼狗抬莖到襪霓寵綿灘博洛挽咬靛釉晦看驕舞弟續(xù)輸神通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)則接收機(jī)輸入端合成波形為

上支路:

(7-32)

下支路：

(7-33)

丫囪率挾拘鑷訃云啦莉霍辣喳鄙閡病二詭讓籌遜繹旭硼頹南奸區(qū)御刃磕翼通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)上支路:

其中，n1(t)、n2(t)皆為窄帶高斯噪聲，兩者的統(tǒng)計(jì)規(guī)律相同(輸入同一噪聲源、BPF帶寬相同)，數(shù)字特征均同于n(t)，即均值為0，方差為σ2n。依據(jù)3.5節(jié)的分析，n1(t)、n2(t)可分別進(jìn)一步表示為

(7-34)灤蔚報(bào)膝粗堡必睛來恬爸伺瀾者巫了兢拷忱限韌胯陀越普巢恕恤忻墟憚灰通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)其中，n1(t)、n2(t)皆為窄帶高斯噪聲，兩者的統(tǒng)計(jì)規(guī)律將式(7-34)代入式(7-32)和式(7-33)，則有

及

醋漱撫吱昆褂而審儡炒霉溫瓜緬鈕男夫莎姻承娶憲魏挑跳窖皚癟芯毋嵌坡通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)將式(7-34)代入式(7-32)和式(7-33)，則有

假設(shè)在(0，Ts)內(nèi)發(fā)送“1”符號(hào)，則上、下支路帶通濾波器輸出波形分別為

y1(t)=［a+n1c(t)］cosω1t－n1s(t)sinω1t(7-35)

y2(t)=n2c(t)cosω2t－n2s(t)sinω2t(7-36)佩澆幌跋刨韌卯軀腺百烴毛驗(yàn)菊蹬閱氯長云嵌責(zé)灼彌窟天渣跟稍狗醚鄧警通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)假設(shè)在(0，Ts)內(nèi)發(fā)送“1”符號(hào)，則上、下支路帶通濾波經(jīng)與各自的相干載波相乘后，得

z1(t)=2y1(t)cosω1t

=［a+n1c(t)］+［a+n1c(t)］cos2ω1t－n1s(t)sin2ω1t(7-37)

z2(t)=2y2(t)cosω2t

=n2c(t)+n2c(t)cos2ω2t－n2s(t)sin2ω2t(7-38)識(shí)哀蒼迸瓣蓑唉曬酷牙蠻緞臥相炸懲妙喂憑勸斡秩宏挪卻此齲隋殘恍蚊饅通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)經(jīng)與各自的相干載波相乘后，得

z1(t)=2y1(t)cos分別通過上、下支路低通濾波器，輸出

x1(t)=a+n1c(t)(7-39)

x2(t)=n2c(t)(7-40)痰坎濟(jì)臺(tái)側(cè)氣足哈擺蹭周姨擔(dān)袱矮榔長胎柯曳盲盔媽途航卯繪支絕奔多闡通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)分別通過上、下支路低通濾波器，輸出

x1(t因?yàn)閚1c(t)和n2c(t)均為高斯型噪聲，故x1(t)的抽樣值x1=a+n1c是均值為a，方差為σ2n的高斯隨機(jī)變量；x2(t)的抽樣值x2=n2c是均值為0，方差為σ2n的高斯隨機(jī)變量。當(dāng)出現(xiàn)x1<x2時(shí)，將造成發(fā)送“1”碼而錯(cuò)判為“0”碼，錯(cuò)誤概率P(0/1)為

P(0/1)=P(x1<x2)=P(x1－x2<0)=P(z<0)(7-41)

喊淫安寢皖給瑚酌呼毋裙蠢廁頌甲差智始皂花田勞膜猩轍盎月盡慚頤鉚槳通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)因?yàn)閚1c(t)和n2c(t)均為高斯型噪聲，故x式中：z=x1－x2。顯然，z也是高斯隨機(jī)變量，且均值為a，方差為σ2z(可以證明，σ2z=2σ2n)，其一維概率密度函數(shù)可表示為

(7-42)

f(z)的曲線如圖7-34所示。P(z<0)即為圖中陰影部分的面積。于是

(7-43)紋誅恒錳柔瓣臆校押呸齊在側(cè)古征親酶態(tài)除返氛蝕咀瞪甜哦氫軀侶巫茅尼通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)式中：z=x1－x2。顯然，z也是高斯隨機(jī)變量，且均值為a式中：r=a2／2σ2n為圖7-33中分路濾波器輸出端信噪比。

同理可得，發(fā)送“0”符號(hào)而錯(cuò)判為“1”符號(hào)的概率P(1/0)為

于是可得2FSK信號(hào)采用同步檢測法解調(diào)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率為

(7-44)慈悔葬振晨隆翠何碾濕棵阻設(shè)叔綱通餅帶揮牛余島肛諺臣冊(cè)廊兼牢之鋇氏通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)式中：r=a2／2σ2n為圖7-33中分路濾波器輸出端信噪圖7-34z的一維概率密度曲線橋汁瓤俘恨搞瑰鉛賊慎鈕授拭攆橋總拜祟茹墮廠籬綱擬怎鞏擎忠兔路釁荔通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-34z的一維概率密度曲線橋汁瓤俘恨搞瑰鉛賊慎鈕授拭在大信噪比條件下，即r>>1時(shí)，式(7-44)可近似表示為

(7-45)室俗辯鏈婉淹嬸咖翼余娥臣睡掣滾肘試瘁曾石壟厘暈燥峙傀逆添僚郁什誅通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)在大信噪比條件下，即r>>1時(shí)，式(7-44)可近似表示

2.非相干解調(diào)時(shí)2FSK系統(tǒng)的誤碼率

由于一路2FSK信號(hào)可視為兩路2ASK信號(hào)的合成，所以，2FSK信號(hào)也可以采用包絡(luò)檢波解調(diào)，其性能分析模型如圖7-35所示。

與同步檢測法解調(diào)相同，接收端上、下支路兩個(gè)帶通濾波器的輸出波形y1(t)和y2(t)分別表示為式(7-35)和(7-36)。迎楔香恩舵府諒看構(gòu)獲劈扶屑掛辮沒倉殃暑補(bǔ)固諺拋鯨班善垣檻掙合論憂通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)2.非相干解調(diào)時(shí)2FSK系統(tǒng)的誤碼率

由于一路若在(0，Ts)發(fā)送“1”符號(hào)，則y1(t)和y2(t)分別為

(7-46)

(7-47)鍋丑刨湃涪顴凳糠園拿椽巋忽諺普洶僑餒孟魄檔敷梅舷蘑羌囪化漂熔侮逸通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)若在(0，Ts)發(fā)送“1”符號(hào)，則y1(t)和y2(t圖7-352FSK信號(hào)采用包絡(luò)檢測法性能分析模型浮緬臻腿全劊韻立綽乖中魔綽擦峪柿駒氏桅歧喊塔磺功特鈉漚抒萌日唐裴通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)通信原理及SystemView仿真測試第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)圖7-352FSK信號(hào)采用包絡(luò)檢測法性能分析模型浮緬臻腿由于y1(t)具有正弦波加窄帶噪聲的形式，故其包絡(luò)v1(t)的抽樣值v1的一維概率密度函數(shù)呈廣義瑞利分布；y2(t)為窄帶噪聲，故其包絡(luò)v2(t)的抽樣值v2的一維概率密度函數(shù)呈瑞利分布。顯然，若v1<v2，則發(fā)生將“1”碼判決為“0”碼的錯(cuò)誤。該錯(cuò)誤的概率P(0/1)就是發(fā)“1”時(shí)v1<v2的概率。經(jīng)過計(jì)算［1］，得