引言數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制類似,也有調(diào)幅,調(diào)頻,調(diào)相三種基本形式_第1頁
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文檔簡介

引言:數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制類似,也有調(diào)幅,調(diào)頻,調(diào)相三種基本形式,并派生出多種其它形式。但由于調(diào)制信號為數(shù)字形式,為離散狀態(tài),在狀態(tài)切換時,類似于對載波進(jìn)行開關(guān)控制,故稱作鍵控。如:第六章正弦波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)

基本形式QAMMSKGMSK等

又分二進(jìn)制:2ASK2FSK2PSK2DPSK

多進(jìn)制:MASKMFSKMPSKMQAM

另外,模擬調(diào)制和接收端對載波的調(diào)制參量進(jìn)行連續(xù)付值;數(shù)字調(diào)制在接收端對離散的調(diào)制參量進(jìn)行檢測;1、表達(dá)式與波形

§6.1二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理

其中

其中

S(t)=

,這里取持續(xù)時間的矩形脈沖

波形:表達(dá)式:2、功率譜與帶寬

為平穩(wěn),功率譜為所以:

其中為S(t)的功率譜,它由形狀決定

⑴可以是幅度調(diào)制法

S(t)

⑵鍵控法:

3、調(diào)制的實(shí)現(xiàn)4、解調(diào)方法:

⑴非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波)

⑵相干解調(diào)(同步檢測法)

5、應(yīng)用問題

早期電報

但抗噪性能力差(門限與信道衰減有關(guān)),數(shù)字通信中很少用,但它是研究其它數(shù)字調(diào)制方式的基礎(chǔ)。

二、2FSK(二進(jìn)制移頻鍵控)

1、表達(dá)式,波形

二、2FSK(二進(jìn)制移頻鍵控)對于和功率譜相同,只與有關(guān)。

功率譜波形與有關(guān),可能是雙峰,單峰

3、調(diào)制方法

FMS(t)2FSK⑵

鍵控法

4、解調(diào)方法

⑴包絡(luò)檢波

⑵相干解調(diào)⑶過零檢測法

三、2PSK(二進(jìn)制移相鍵控)--(絕對相位鍵控)

1、表達(dá)式,波形

2、功率譜,帶寬

3、調(diào)制方法

⑴鍵控法:

⑵幅度調(diào)制法:

4.解調(diào):---相干(同步檢測)也稱極性比較法

5、應(yīng)用,可高速數(shù)傳,性能好6、問題:

四、2DPSK(二進(jìn)制相對移相鍵控或差分移相方式)

表達(dá)式:與2DPSK同,功率譜,帶寬同,先討論下面的內(nèi)容:1、波形

2DPSK是用前后相鄰碼元的載波相位變化表示數(shù)字信息規(guī)定:數(shù)字信息當(dāng)然也可作相反規(guī)定:如“1”

“0”如:原碼:2、調(diào)制實(shí)現(xiàn)

⑴幅度調(diào)制

3、解調(diào)方法:

⑴相干解調(diào)(極性比較)---碼反變換

⑵差分相干解調(diào)(非相干方式,相位比較法)

(1)比(2)的抗噪性能稍好,定性解釋(1)載波干凈,后面用最佳接收理論解釋,相干總是優(yōu)于非相干,因?yàn)橄喔山庹{(diào)接近于最佳接收機(jī)結(jié)構(gòu)。

4、表達(dá)式,頻譜,帶寬:

5、

2DPSK對倒現(xiàn)象的解決⑴相干解調(diào)方式

⑵差分相干解調(diào)方式:

6、應(yīng)用:用于中高速數(shù)據(jù)傳輸,它是移相鍵控的真用實(shí)用形式,雖抗噪性比2PSK稍有損失,但影響不大。

注意:該部分要掌握各二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理,波形、帶寬、譜,尤其是2PSK的問題和2DPSK的原理及解調(diào)方法?!?.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能分析

一、二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制相干解調(diào)的抗噪性能分析:

1、2ASK2、2FSK

3、2PSK

發(fā):收BPF后:

LPF之后:

=

=令

4、2DPSK:

碼反變換之前與2PSK同,設(shè)碼反變換之后誤碼率為,

當(dāng)有一位錯時,錯兩個

當(dāng)有兩個連續(xù)錯時,錯兩個

錯n個,也還是邊上錯兩個。

二、二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制非相干解調(diào):

1、2ASK2、2FSK3、2DPSK(差分相干)

§6.3二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較

1、有效性:

2、可靠性---誤碼率比較

有效性差從好到差:2PSK2DPSK相干碼反2DPSK差分相干2FSK相干非相干FSK

相干ook非相干ASK(ook)

3、

對信道特性敏感度:

2ASK敏感,ook性能差

4、設(shè)備復(fù)雜度同一種調(diào)制相干復(fù)雜,不同種的調(diào)制同為非相干時,2DPSK最復(fù)雜2FSK

次之OOK最簡單。

5、綜合

ook門限不固定,2PSK有倒,故數(shù)字調(diào)制中應(yīng)用最多的是:相干2DPSK,

高速;非相干2FSK中低速(有效性差)?!?.4多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)

多進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn):

在相同的碼元速率下(即相同的信道帶寬),多進(jìn)制系統(tǒng)的信息速率高,

多進(jìn)制碼元持續(xù)時間長,可增加碼元能量并能減小碼擾

多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制與二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的不同之處:是用多進(jìn)制數(shù)字基帶信號去調(diào)制載波的振幅,頻率或相位;因此基本的多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式也有三種:MASK,MFSK,MPSK,另外還有派生的MQAM,其中MASK與2ASK類似,存在門限對信道特性的敏感問題,應(yīng)用很少。

1、MPSK

也分絕對相移與相對相移,實(shí)際中大多采用相對相移,相對相移應(yīng)用時也是用MPSK。。。。MPSK解調(diào)

MPSK應(yīng)用原理:用M種相位表示k比特碼元的種狀態(tài)。()設(shè)k比特碼元持續(xù)時間為,MPSK表示為:

=4PSK(又稱QPSK)實(shí)現(xiàn)原理圖

4PSK(又稱QPSK)實(shí)現(xiàn)原理圖,用載波的四種不同相位來承載數(shù)字信息。每一個相位對應(yīng)一個雙比特碼元ab,ab按格雷碼排列----即任何相鄰電平的碼組,只有一位碼元發(fā)生變化,

在(0,2)內(nèi)等間隔取四種可能值,存在兩種方式:

(A方式)

(B方式)4PSK(又稱QPSK)實(shí)現(xiàn)原理圖

與ab雙比特碼元的對應(yīng)關(guān)系:

a

bA方式

B方式

01100011其中B方式應(yīng)用多:實(shí)現(xiàn)圖:

2、MQAM

多進(jìn)制隨M增大,判決區(qū)域隨之減小,當(dāng)信號受到噪聲和告饒損害時,誤判的概率隨之增大。振幅相位聯(lián)合鍵控提出,當(dāng)在同樣M時,可獲得好的功率利用率,抗噪性能優(yōu)于MPSK,應(yīng)用較多,具體應(yīng)用形式是QAM正交調(diào)幅,即用兩個獨(dú)立的基帶波形對兩個正交載波進(jìn)行DSB調(diào)制。以16QAM為例,其具體實(shí)現(xiàn)框圖:

以16QAM為例,信號矢量圖

(a)16QAM(b)16PSK圖2M=16時MQAM與MPSK的星座圖圖1信號矢量圖

AA三、多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制的有效性

仍以常用的MPSK,MQAM為例規(guī)律:任何一個多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制可看作多進(jìn)制數(shù)字基帶信號去調(diào)制載波,故多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號的能量帶寬為:

MASK,MQAM適用。

四、可靠性

不同種MQAM好于MPSK,因?yàn)樾盘栔g距離大,判決區(qū)域大,誤判可能性小。

同一種M增大 增大,可靠性變大;§6.5改進(jìn)的數(shù)字調(diào)制方式

MS

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