71二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理72二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能-資料下載頁
2025-10-09 05:48本頁面
【導(dǎo)讀】數(shù)字調(diào)制技術(shù)有兩種方法：?！睍r發(fā)送“以概率，2ASK信號的一般表達(dá)式。Ts－碼元持續(xù)時間；an－第N個符號的電平取值，2ASK信號的功率譜特點(diǎn)：。由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成；即信號的傳輸帶寬是碼元速率的兩倍。間的相位是連續(xù)變化的。連續(xù)譜的形狀隨著載頻差而變化。若|f1–f2|<fs，連續(xù)譜在fc處出現(xiàn)單峰；
【正文】 421 re?????????221 rerfc 221 re?? ?re rfc21? ?rerfc re?2191 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制性能比較 誤碼率曲線 92 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 頻帶寬度 2ASK系統(tǒng)和 2PSK(2DPSK)系統(tǒng)的頻帶寬度 2FSK系統(tǒng)的頻帶寬度 sP S KA S K TBB222 ??sFSK TffB2122 ???93 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 對信道特性變化的敏感性 在 2FSK中，比較上下兩個支路解調(diào)輸出的大小作出判決，不需要判決門限，因而對信道的變化不敏感。 在 2PSK系統(tǒng)中，最佳判決門限為零，與接收機(jī)輸入信號的幅度無關(guān) 對于 2ASK系統(tǒng)，判決器的最佳判決門限與接收機(jī)輸入信號的幅度有關(guān)。 94 ? 使用多進(jìn)制碼元的目的是提高頻帶利用率。 ? 碼元進(jìn)制數(shù)為 M，碼元能量為 E，一個碼元中包含 k比特信息，則有 k = log2 M 。若碼元能量 E平均分配給 k個比特，則每比特的能量 Eb等于 E / k。故有 ? 在研究不同 M值下的錯誤率時，適合用 rb為單位來比較不同體制的性能優(yōu)略 。 b00b rkrnkEnE ???95 多進(jìn)制振幅鍵控 (MASK) 多進(jìn)制振幅鍵控又稱多電平調(diào)制 優(yōu)點(diǎn)：帶寬相同，信息速率提高，頻帶利用率高。 01 01 10 10 10 11 11 00 00 0 t (c) 基帶多電平雙極性不歸零信號 00 00 0 t 01 01 10 10 10 11 11 (d) 抑制載波 MASK信號 96 多進(jìn)制頻移鍵控 (MFSK) ? MFSK信號的帶寬： B = fM f1 + ?f 式中 f1 － 最低載頻 fM － 最高載頻 ?f － 單個碼元的帶寬 (a) 4FSK信號波形 f3 f1 f2 f4 T T T T t 97 ? MFSK非相干解調(diào)器的原理方框圖 V1(t) 抽樣 判決 帶通濾波 f1 包絡(luò)檢波 帶通濾波 fM 包絡(luò)檢波 輸入 輸出 VM(t) 定時脈沖 帶通濾波 f2 包絡(luò)檢波 ? . . ? . . ? . . ? . . 98 多進(jìn)制相移鍵控 (MPSK) ? 基本原理 一個 MPSK信號碼元可以表示為 式中， A － 常數(shù)， ?k － 一組間隔均勻的受調(diào)制相位 它可以寫為 通常 M取 2的某次冪： M = 2k， k = 正整數(shù) MktAts kk ,2,1)c o s ()( 0 ???? ??MkkMk ?,2,1),1(2 ??? ??99 可以將 MPSK信號碼元表示式展開寫成 式中 上式表明， MPSK信號碼元 sk(t)可以看作是由正弦和余弦兩個正交分量合成的信號，并且 ak2 + bk2 = 1 。因此，其帶寬和 MASK信號的帶寬相同。 本節(jié)主要以 M = 4為例，對 4PSK作進(jìn)一步的分析。 tbtattskkkk000s inc o s)c o s ()(????????kka ?c o s? kkb ?s in?100 QPSK信號矢量圖 01 00 10 11 參考相位 01 11 00 10 a(1) a(0) b(1) b(0) 101 (a) 波形和相位連續(xù) T T ? 碼元相位關(guān)系 ? ?k稱為初始相位，常簡稱為相位，而把 (?0t + ?k)稱為信號的瞬時相位。 ? 當(dāng)碼元中包含整數(shù)個載波周期時，初始相位相同的相鄰碼元的波形和瞬時相位才是連續(xù)的，如下圖： 102 ?若每個碼元中的載波周期數(shù)不是整數(shù)，則即使初始相位相同，波形和瞬時相位也可能不連續(xù)，如下圖 或者波形連續(xù)而相位不連續(xù)，如下圖 (b) 波形和相位不連續(xù) T T (c) 波形連續(xù)相位不連續(xù) T T 103 ?QPSK調(diào)制 ? 相乘電路法 s(t) sin?0t 相干載 波產(chǎn)生 相乘 電路 相乘 電路 ?/2 相移 串 /并 變換 相加 電路 cos?0t A(t) a b 104 ? 選擇法 串 /并 變換 相位 選擇 帶通 濾波 4相載波 產(chǎn)生器 ?1 ?4 ?3 ?2 a b 圖 740 選擇法產(chǎn)生 QPSK信號 105 ? QPSK解調(diào) ? 原理方框圖 載波 提取 相乘 低通 抽判 ?/2 相乘 低通 抽判 并 /串 A(t) s(t) a b cos?0t sin?0t 定時 提取 圖 741 QPSK信號解調(diào)原理方框圖 106 ?偏置 QPSK(OQPSK) ? QPSK體制的缺點(diǎn)：相鄰碼元最大相位差達(dá)到 180176。 ，引起信號包絡(luò)起伏。 ? 偏置 QPSK的改進(jìn)：為了減小此相位突變，將互相正交的兩個比特 a和 b在時間上錯開半個碼元，使之不同時改變。鄰碼元最大相位差為 90176。 。 ? 波形的比較： 107 a2 a4 a1 a3 a5 a7 a6 a8 a1 a3 a5 a7 a2 a6 a4 a8 108 ??/4相移 QPSK ? ??4相移 QPSK信號是由兩個相差 ??4的 QPSK星座圖交替產(chǎn)生的，它也是一個 4進(jìn)制信號： ? 當(dāng)前碼元的相位相對于前一碼元的相位改變?45176。 或 ?135176。 。例如，若連續(xù)輸入“ 11 11 11 11…” ，則信號碼元相位為“ 45? 90? 45? 90? …” ? 優(yōu)點(diǎn)：這種體制中相鄰碼元間總有相位改變、最大相移為 ?135176。 ，比 QPSK最大相移小 ? 向量圖如下 109 45176。 11 10 (a)星座圖之一 (b)星座圖之二 01 00 11 01 00 10 110 ? 多進(jìn)制差分相移鍵控 (MDPSK) MDPSK參考相位是前一碼元的相位。QDPSK信號編碼方式： a b ??k A方式 B方式 0 0 90? 135? 0 1 0? 45? 1 1 270? 315? 1 0 180? 225? 111 第一種產(chǎn)生方法 a b c d 碼 變換 相加 電路 s(t) A(t) 串 /并 變換 ?/4 載波 產(chǎn)生 相乘 電路 相乘 電路 ?/4 112 第二種產(chǎn)生方法： 和 QPSK信號的第二種產(chǎn)生方法（選擇法）原理相同，只是在串 /并變換后需要增加一個 “碼變換器”。 碼變換器的電路 只讀 存儲器 T T ? ? ak bk ck dk dk1 ck1 圖 744 碼變換器 113 當(dāng)前輸入的一對碼元及 要求的相對相移 前一時刻經(jīng)過碼變換后的 一對碼元及所產(chǎn)生的相位 當(dāng)前時刻應(yīng)當(dāng)給出的 變換后一對碼元和相位 ak bk ??k ck1 dk1 ?k1 ck dk ?k 0 0 90? 0 0 0 1 1 1 1 0 90? 0? 270? 180? 0 1 1 1 1 0 180? 90? 0? 270? 0 1 0? 0 0 0 1 1 1 1 0 90? 0? 270? 180? 0 1 1 1 1 0 0 0 90? 0? 270? 180? 1 1 270? 0 0 0 1 1 1 1 0 90? 0? 270? 180? 1 1 1 0 0 0 0 1 0? 270? 180? 90? 1 0 180? 0 0 0 1 1 1 1 0 90? 0? 270? 180? 1 0 0 0 0 1 1 1 270? 180? 90? 0? 114 極性比較法解調(diào)： 圖 745 A方式 QDPSK信號解調(diào)方法 b a c d A(t) ?/4 相乘 電路 相乘 電路 ?/4 s(t) 低通 濾波 低通 濾波 抽樣 判決 抽樣 判決 并 /串 變換 逆碼 變換 定時 提取 載波 提取 115 相干解調(diào)過程 設(shè)第 k個接收信號碼元可以表示為 相干載波： 上支路： 下支路： 相乘： 上支路： 下支路： )c o s ()( 0 kk tts ?? ??)4c os ( 0 ?? ?t)4c os ( 0 ?? ?t)4c os (21)4(2c os21)4c os ()c os ( 000 ????????? ???????? ????? kkk ttt)4c os (21)4(2c os21)4c os ()c os ( 000 ????????? ???????? ????? kkk ttt116 ?相位比較法解調(diào) : A(t) ?/4 相乘 電路 相乘 電路 ?/4 s(t) 低通 濾波 低通 濾波 抽樣 判決 抽樣 判決 并 /串 變換 定時 提取 延遲
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