【正文】 成 S1(t)和 S2(t)兩路獨立的基帶波形，它們都是無直流分量的雙極性基帶脈沖序列。假定相干載波與信號載波完全同頻同相，且假設信道無失真、帶寬不限、無噪聲，則兩個解調乘法器的輸出分別為 (t) = = (612) t (613) /1s ? 1 ( ) c o s cSt ?2 ( ) s i n cS t t?? ? cos ct?? ?1 1 211( ) ( ) c o s 2 ( ) s in 222 ccS t S t t S t t????/2 ()st ? 1s?? ( ) c osct ?? 1( )cos cSt ??2 ( ) s i n cS t t?? sin c?? ?2 1 211 ( ) ( ) s in 2 ( ) c o s 222 ccS t S t t S t t??? ? ?第 6章 數字信號的頻帶傳輸 經低通濾波器濾除高次諧波分量，上、下兩個支路的輸出信號分別為 (t) = (614) (t) = (615) 經判決合成后即為原數字序列。圖 623 正交幅度調制及其產生信號的矢量表示圖 第 6章 數字信號的頻帶傳輸 對正交幅度調制的 A路的“ 1”碼對應于載波的相位， A路的“ 0” 碼則對應于 180176。圖中所示的對應關系是按格雷碼規(guī)則變換的，這種變換的優(yōu)點是相鄰判決相位的碼組只有一個比特的差別，相位判決錯誤時只造成一個比特的誤碼，所以這種變換有利降低傳輸誤碼率。這種正交調幅稱為 16QAM。 對于 MQAM，經數學推導可得出： (617) 可見 M值越大即星點數越多，其頻譜利用率就越高，目前可以作到 = 64甚至更高，故正交幅度調制方式一般是應用于高速數字傳輸系統(tǒng)中。 4PSK信號可采用調相法產生，產生 4PSK信號原理圖如圖627 (a)所示。1 8 0 176。 第 6章 數字信號的頻帶傳輸 A4 P S K( 0 0 )( 1 1 )( 1 0 )( 0 1 )A ( 0 )輸 入輸 出串 / 并轉 換相 加相 乘相 乘載 波移相2?? tc?costc?si n?BA ( 1 )B ( 0 )B ( 1 )(a) 調相法產生 4PSK信號原理圖 (b) 調相法產生 4PSK信號矢量圖 圖 627 調相法產生 4PSK信號原理圖 第 6章 數字信號的頻帶傳輸 積 分 器取 樣 判 決定 時 t = T sA輸 入輸 出串 / 并轉 換相 乘相 乘相 干 載 波 移相2??tc?costc?si n?B取 樣 判 決積 分 器定 時 t = T s清 洗 t = T s清 洗 t = T s圖 628 4PSK信號解調原理圖 第 6章 數字信號的頻帶傳輸 四相絕對調相與相對調相 四相調相和前面一樣也有絕對調相和相對調相之分。因 3 與 同矢量，故矢量如上所示。圖 630（ a）給出了一種按格雷碼次序排列的八相相位變換規(guī)則。八相調相信號的解調也是采用相干解調，如圖 632所示。 / 2 1 / 2( / . )b b Zf f bi t s H?( / . )Zb it s H第 6章 數字信號的頻帶傳輸 多相調制方式 我們先看看 4相 PSK的功率譜與 2PSK已調波的功率譜： cf cbff ? cbff ? 2Bf 0 f 2 P S K 2SBff ? cSff ? cSff ? 0 cf f 4 P S K 圖 633 4PSK與 2PSK已調波的功率譜 第 6章 數字信號的頻帶傳輸 因為四相調相要對基帶碼進行串 /并轉換。但是多進制調制技術所以能夠提高頻帶利用率，往往是以犧牲功率利用率換取的。 第 6章 數字信號的頻帶傳輸 x y (a)16APK x y (b)16PSK 圖 634 16APK和 16PSK的信號空間分布圖 第 6章 數字信號的頻帶傳輸 所謂數字調幅調相，又稱幅度相位鍵控 (APK),它是將調幅和調相結合起來的一種調制方式。這是因為在相當多的情況下相干解調的接收性能較好。 ASK信號的解調有相干解調和非相干解調兩種方式。它們的解調以相干解調和差分相干解調為主。在相同的噪聲條件下，多進制數字調制系統(tǒng)的抗噪聲性能低于二進制數字調制系統(tǒng)。 2 2 1 2F S K sB f f f? ? ?第 6章 數字信號的頻帶傳輸 5．正交幅度調制 QAM的基本思想是將兩路獨立的基帶波形分別對兩個相互正交的同頻載波進行抑制載波的雙邊帶調制，再將所得到的兩路已調信號疊加起來，合成信號既是正交幅度調制波。 第 6章 數字信號的頻帶傳輸 3．二進制頻移鍵控調制（ 2FSK）是利用二進制信號去控制載波頻率變化的調制。其具體實現是接收時需要產生一個相干載波，接收端產生和形成相干載波的問題是如何獲得與發(fā)送載波的頻率和相位相同的信息。如果采用四電平調制的八種相位變化系統(tǒng)就是16APK，其信號空間的信號點分布如圖 634（ a）所示，為了對比，圖 634（ b）給出了 16PSK的相鄰信號點的空間分布。例如，2DPSK相位差為 180176。k個二元碼可有 種組合，則所需要的相位數為 ,即可 ＝ 。 C碼的作用是使 A， B碼矢量作 移相，因此，需要利用兩個相乘鑒相器解調而得到，當二者輸出都是正電壓或負電壓時， C碼判為“ 1”；當二者輸出一正一負時， C碼判為“ 0”。輸入的串行二元碼經串／并變換產生三路并行二元碼 A， B， C，每路的碼速率是串行碼碼速率的。 1c c n? ? ????1n??n? n??1c c n? ? ????? ?? n?n? ?1c c n? ? ????? ? ?? ?第 6章 數字信號的頻帶傳輸 八相調相 八相調相是有效地提高頻譜利用率的一種方式。其關系式為： 其中 為本時刻相對調相已調載波起始相位； 為前一時刻相對調相已調載波起始相位； 為本時刻載波被絕對調相的相位。3 1 5 176。設二進制數字分別以 A和 B表示，每一對 AB稱為一個雙比特碼元。如果把輸入二進制數字的每個比特編成一組，則構成所謂的比特碼元。 第 6章 數字信號的頻帶傳輸 從圖 624和圖 625我們可以看出，兩路正交的信號電平數不同，得到的星點數也就不同，電平數越多，則星點數也就越多。如果只畫出矢量端點，則如圖 624所示，稱為 QAM的星座表示，因星座圖上有四個星點，又稱為 4 QAM。則 B路的“ 1” 碼對應于 90176。通過正交幅度信號的調制和解調我們看到了其自身的優(yōu)越性，它可以成功的在傳輸信號頻帶不增加的情況下，通過兩路信號的正交來提高傳輸信號的有效性。正交調幅系統(tǒng)的功率譜示意圖如圖 622所示。 第 6章 數字信號的頻帶傳輸 1 1 10 0 ( 1 ) 2 D P S K 調 制基 帶 信 號1 1 10 0 ( 2 ) 2 D P S K 調 制 信 號 的 延 遲( 3 ) 相 乘 器 輸 出( 4 ) 低 通 濾 波 輸 出( 5 ) 定 時 脈 沖( 6 ) 抽 樣 判 決 輸 出( 7 ) 倒 相 及 碼 元 形 成圖 620 相位比較法解調過程 第 6章 數字信號的頻帶傳輸 正交幅度調制（ QAM） 正交幅度調制信號的產生和解調 我們知道 2ASK信號的帶寬是基帶信號帶寬的兩倍，所以在傳輸速率不變的情況下，數字傳輸的頻帶利用率將降低 50%，也即傳輸的有效性降低，這顯然是不好的。 2DPSK信號另一種解調方法是相位比較法，又稱差分相干解調法。圖 616(b)是用一 JK觸發(fā)器實現碼變換功能。我們設 an、 Dn分別表示絕對碼序列和差分碼序列，由于相對碼是在絕對碼的基礎上變化而成的。 第 6章 數字信號的頻帶傳輸 這種 2PSK信號的解調存在一個問題，即 2分頻器電路輸出存在相位不定性或稱相位模糊問題，如圖 613所示。 、 180176。這里的 0176。 （余弦波）相位，或反之。按照調頻指數的定義，應有 ＝ ，即 ＝ 。故這種解調方式頻帶利用率較低。 （ 2）當較大時，大部分功率集中在（ 2＋ ） fb 范圍內。 相乘器是一個門電路，基帶信號的“ 1”碼和“ 0”碼（“ 0”碼經過倒相器變換為“ 1”碼，送給下面的相乘器）分別控制兩個門電路就可獲得 FSK已調波，如圖 66（ b）所示。 ? ?1 ( ) ( )4 S s S sP f f P f f? ? ?Ep14 sf?22( ) ( )ccG f f G f f??? ? ???14? 2sf22(0)G ? ()cff? ? ?()cff? ?第 6章 數字信號的頻帶傳輸 Ep單( f ) 2( f f c )8A? f c f c + f s p E Q ( f ) f c + 2 f sf c 2 f