【正文】 ? ? ? ? ?2AV2? ? ? ?22 1 , V A 2 0 0 , V A 2 0? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 二進制移相鍵控 2PSK及二進制差分移相鍵控 2DPSK 1. 定義、信號表示及波形、互相關(guān)系數(shù) ρ、信號平均功率。 ?cco s t?s(t) 2 A S Ke ( t )模擬調(diào)制法原理框圖 與 門 多諧振蕩器 c?帶通濾波器 c?2 ASKBs(t)2 A S Ke ( t )鍵控法原理框圖 （ 非相干檢測 、同步檢測） 帶通濾波器 c?2ASKB半波或全波整流 低通濾波器 抽樣 判決 再生 s(t)e(t)2ASK 1 1 0 1 0 0 1 1 1 … t t t 1 1 0 1 0 0 1 1 1 … t 帶通濾波器 c?2ASKB低通濾波器 抽樣 判決 再生 s(t)e(t)2ASK?cco s t?同步檢測原理框圖 （非相干檢測、 同步檢測 ） c c c1 s ( t )21s ( t ) c o s t c o s t s ( t ) c o s 2 t2? ? ? ? ?解調(diào)原理 4. 2ASK信號的頻譜特性 ?cco s t?s(t) 2 A S Ke ( t )模擬調(diào)制法原理框圖 ?cco s t?iP ( )? oP ( )?? ?o ii cc1P ( ) P ( ) P ( )4? ? ? ? ? ? ? ? ?S(t)是單極性不歸零矩形脈沖信號 ,它的功率譜特性 為 SP (f )? ?SSS 2T 1P ( f ) S a T f ( f )44? ? ? ?2ASK信號的功率譜特性 為 EP (f )? ? ? ?? ?? ? ? ?SE S S22ccccTP ( f ) Sa T f f Sa T f f161 f f f f16? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? ? ???f cf Scff?Scff?S2fEP (f )0 ? ? ? ?? ?? ? ? ?SE S S22ccccTP ( f ) Sa T f f Sa T f f161 f f f f16? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? ? ??? 二進制頻率鍵控 2FSK 定義：用二進制數(shù)字基帶信號控制正弦載波的頻率， 使其一一對應(yīng)變換。 兩個波形不相關(guān)或兩個波形是正交的。 2ASK信號的平均功率為（當“ 0”“1”等概時）： P＝ A2/4 2ASK信號的互相關(guān)系數(shù) ρ 兩個碼元波形 e1(t)、 e2(t)的互相關(guān)系數(shù) ρ ST1202212e ( t ) e ( t ) dt0 e ( t ) 0 , E 0EE? ? ? ? ??信號（波形）互相關(guān)系數(shù)的物理意義： 描述信號（波形）的相似程度。 信源格式化 信源編碼 信道編碼 擾碼加密 多路復(fù)用 數(shù)字調(diào)制 擴頻調(diào)制 多址連接 發(fā)送設(shè)備 信道 噪聲源 接收設(shè)備 多址連接 受信者 信源譯碼 信道譯碼 解擾解密 解復(fù)用 數(shù)字解調(diào) 擴頻解調(diào) 數(shù)學調(diào)制系統(tǒng) 1 0 1 1 0 1 t 1 0 1 1 0 1 t 數(shù)學調(diào)制系統(tǒng) 二進制數(shù)字調(diào)制原理 二進制振幅鍵控 2ASK 定義：用二進制數(shù)字基帶信號控制正弦載波的振幅， 使其一一對應(yīng)變換。傳輸信道是高頻帶通型。 ③ 提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力提高通信系統(tǒng)的可靠性。第六章 正弦載波數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 引言 ? 二進制數(shù)字調(diào)制原理 ? 二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 ? 二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 ? 多進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 改進的數(shù)字調(diào)制方式 引言 正弦載波 數(shù)字調(diào)制 系統(tǒng) 數(shù)字信號的傳輸方式 基帶傳輸 頻帶傳輸 調(diào)制的功能： ① 使信號更適合于信道傳輸。 ② 實現(xiàn)信道復(fù)用提高通信系統(tǒng)的有效性。 數(shù)字調(diào)制的三種 最簡單最基本方式 2ASK 2FSK 2PSK/2DPSK MASK MFSK MPSK/MDPSK 改進型 擴展 頻帶傳輸： 可實現(xiàn)信號遠距離傳輸。 傳輸必須經(jīng)過數(shù)字調(diào)制，將編碼波形的功率譜經(jīng) 數(shù)字調(diào)制變換到信道傳輸頻帶內(nèi) 。 “ 1” →ACOS ωct=e1(t) “0” →0COS ωct=e2(t) 1 1 0 1 0 0 1 1 1 … t 2ASK信號表示為： e2ASK(t)= S(t)COSωct 其中 S(t)是單極性不歸零矩形脈沖信號。 101????? ? ?兩個波形完全相關(guān)。 兩個波形不相關(guān)且極性相反或兩個波形超正交。 “ 1” →ACOS ω1t = e1(t) “0” →ACOS ω2t = e2(t) 如果二進制數(shù)字基帶信號 S(t)是單極性不歸零矩形脈沖信號， 2FSK信號可以表示為 2 F SK 12e ( t ) s ( t ) c os t s ( t ) c os t? ? ? ?2FSK信號相當于兩個 2ASK信號之和。 0 1 1 0 Ts t 信號表示及波形 : 一 .二進制移相鍵控 2PSK 2 PS Kcccccc n nA c o s( t 0 ) A c o s t 0 e ( t ) S ( t ) c o sA c o s( t ) A c o s t 1 A c os( t ) 0 。 ? ?Tscc02Tsc01A c os t A c os t dtEA T s c os 2 t dtE21 ? ? ? ? ???? ? ? ?????????信號的互相關(guān)系數(shù) ρ: 2AE2 T s?信號平均功率 : 2. 調(diào)制方式、解調(diào)方式（相干解調(diào)） S(t) e 2psk (t) cco s t?多諧振蕩器 反相器 數(shù) 據(jù) 選 擇 器 BPF e 2psk (t) 2fs S(t) c?調(diào)制原理框圖 LPF fs 抽樣 判決 位同步 恢復(fù) S(t) e 2psk (t) cco s t?解調(diào)原理框圖 3. 2PSK解調(diào)存在的倒 π 現(xiàn)象 (相位模糊現(xiàn)象 ) 正常解調(diào) 二進制差分移相鍵控 2DPSK可解決倒 π問題。 絕對碼 an“0” an“1” 相鄰碼元對應(yīng)的 正弦載波相位差 ΔΦ＝ 0 ΔΦ＝ π ΔΦ＝ Φn－ Φn1 二 .二進制差分移相鍵控 2DPSK bn 0 0 1 0 1 1 0 an 0 1 1 1 0 1 Ts t 波形： 調(diào)制過程： an→b n→2PSK 2 D PSK b n ce ( t ) S ( t ) c os t??信號表示： 存在倒 π問題 消除倒 π問題 解調(diào)過程： 2DPSK bn an 2DPSK調(diào)制方式 S(t) 多諧振蕩器 反相器 數(shù) 據(jù) 選 擇 器 BPF 2fs 差分 編碼 e2Dpsk(t) c? 差分 編碼 S(t) e2Dpsk(t) cco s t?2DPSK解調(diào)方式（同步檢測、差分相干檢測） LPF fs 抽樣 判決 位同步 恢復(fù) S(t) 差分 譯碼 e2Dpsk(t) cco s t? LPF fs 抽樣 判決 位同步 恢復(fù) S(t) e2Dpsk(t) 延遲 Ts BPF 差分相干檢測分析 S(t) e2Dpsk(t) LPF fs 抽樣 判決 位同步 恢復(fù) 延遲 Ts LPF輸出 任意碼元周期 2DPSK信號 ? ?c kc os t? ? ?延遲器輸出 ? ?c k1c o s t ?? ? ?乘法器輸出 ? ? ? ?k c k k 1k1 1 c1 oc ts 2o2 s2? ?? ? ? ? ? ?? ? ?抽樣判決值 ? ?k k 111c o s 01 22c o s112c o s 0 022??? ? ? ???? ? ? ? ?? ????判決為“ 1” 判決為“ 0” BPF 如果 P=1/2, 2PSK、 2DPSK頻譜相同 2PSK、 2DPSK信號頻譜 2 P S K ce ( t ) S ( t ) c os t??22s c s csTsP ( f ) { S a [ T ( f f ) ] S a [ T ( f f ) ] }4B 2f? ? ? ? ? ??0 f fc 2fs fc 2fs P(f) 二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 本節(jié)對下列系統(tǒng)的抗噪聲性能進行了分析 ? ?2ASK 系統(tǒng)包絡(luò)檢波的抗噪聲性能 ? ?2ASK 系統(tǒng)同步檢測的抗噪聲性能 ? ?2FSK 系統(tǒng)包絡(luò)檢波的抗噪聲性能 ? ?2 F SK 系統(tǒng)同步檢測的抗噪聲性能 ? ?2 P SK 系統(tǒng)同步檢測的抗噪聲性能 ? ?2 DP SK 系統(tǒng)同步檢測的抗噪聲性能 ? ?2 DP SK 系統(tǒng)差分檢測的抗噪聲性能 二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 分析方法： 1. 建立模型分析解調(diào)過程 模型；解調(diào)器輸出端信號加噪聲關(guān)系式；抽樣判決準則； 分析誤碼情況和概率表示P e = P ( 1 ) P ( 0 / 1 ) + P ( 0 ) P ( 1 / 0 ) 2. 信號加噪聲的一維概率密度函數(shù) f1(x ) 。 誤碼率 Pe ＝ P(1)P(0/1)+ P(0)P(1/0) ＝ P(1)P(V b)+ P(0)P( V ≥ b) 2A SK 調(diào)制 高斯 信道 B PF B = 2 f s 包絡(luò) 檢波 抽樣 判決 2. 抽樣時刻信號加噪聲的一維概率密度函數(shù) f1(V)， f0(V) 發(fā)’ 1’時， 正弦信號加窄帶高斯過程的包絡(luò) V(t)服從廣義瑞利分布。 2n?其中： V 解調(diào)器輸出信號 (信號加噪聲 ) a 解調(diào)器輸入信號幅度 零均值窄帶高斯過程的平均功率 I0(?) 零階修正貝塞爾函數(shù) 2222( ) [ ( ) ] ( ) ( ) ( ) e xp10 2 2 22V aV V aV t a n t n t f V Ics n n n? ? ????????? ? ? ? ? ?222( ) e22() xp0 2( ) ( )nVVfVnV t n t n tcs ?? ???????? ? ? ?)22( ) ( ) e xp (10 2 2