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

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(hào)為數(shù)字形式，為離散狀態(tài)，在狀態(tài)切換時(shí)，類似于對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)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(bào)

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(duì)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

⑴

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(duì)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(duì)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

⑵

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(duì)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。§6.2二進(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(cuò)時(shí)，錯(cuò)兩個(gè)

當(dāng)有兩個(gè)連續(xù)錯(cuò)時(shí)，錯(cuò)兩個(gè)

錯(cuò)n個(gè)，也還是邊上錯(cuò)兩個(gè)。

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(duì)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(shí)，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）。§6.4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(shí)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(hào)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(duì)信道特性的敏感問題，應(yīng)用很少。

1、MPSK

也分絕對(duì)相移與相對(duì)相移，實(shí)際中大多采用相對(duì)相移，相對(duì)相移應(yīng)用時(shí)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(shí)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(gè)相位對(duì)應(yīng)一個(gè)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(duì)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(hào)受到噪聲和告饒損害時(shí)，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(shí)，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(gè)獨(dú)立的基帶波形對(duì)兩個(gè)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(hào)矢量圖

（a）16QAM(b)16PSK圖2M=16時(shí)MQAM與MPSK的星座圖圖1信號(hào)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(gè)多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制可看作多進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)去調(diào)制載波，故多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號(hào)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?hào)之間距離大，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

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