【正文】 ?tA)2co s (2co s2co s)co s ( 000 ?????? ???? tAAttA第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? LPF輸出為 。 }{nb }{nb}{na第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? ? (1) 2PSK信號(hào) ? 2PSK信號(hào)相當(dāng)于 DSBSC信號(hào) ， 只能采用相干解調(diào)方式解調(diào) ， 在 DSBSC解調(diào)器之后加一采樣判決器 ， 即可恢復(fù)原數(shù)字信號(hào) 。 ? 2PSK和 2DPSK信號(hào)應(yīng)具有相同形式的表達(dá)式 ， 不同的是 2PSK的調(diào)制信號(hào)是絕對(duì)碼數(shù)字基帶信號(hào) ， 2DPSK的調(diào)制信號(hào)是原數(shù)字基帶信號(hào)的差分碼 。 2DPSK信號(hào)對(duì)絕對(duì)碼來說是相對(duì)相移鍵控 ， 對(duì)差分碼來說是絕對(duì)相移鍵控 。 ? 把 DPSK波形看作 PSK波形 ， 所對(duì)應(yīng)的序列是 。 ( c ){ an} ( a )B P FAco s ω0t 極性變換差分編碼{ a n } ( b )1 0 0 01 1 1t{ an} 2 PSKt2 D P S K1 0 0 1 0 0 0 1{ bn} φ2 D P S K( t )B P FAco s ω0t φ2 D P S K( t )極性變換????? 0)co s (1co s)(00????tAtAtP S K????? 0co s1co s00 tA tA ??tnTtga Sn n 0c o s)( ??? ?)( Sn n nTtga ??1?na}{na}{na第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 圖 （ c)， 2PSK信號(hào)載波初始相位 0表示 “ 1”， π表示 “ 0”。 ? 圖（ a) ，若 為單極性序列， ? 極性變換變換為雙極性序列 。 例如 ， “ 1”碼載波相位變化 π ,即與前一碼元載波終相差 π ， “ 0”碼載波相位不變化 ， 即與前一碼元載波終相相同 。 ? 相對(duì)調(diào)相 （ 差分調(diào)相 ， DPSK） ： 利用相鄰碼元載波相位的相對(duì)變化來表示數(shù)字信號(hào) 。 ? 絕對(duì)調(diào)相 （ PSK） :利用載波初相位的絕對(duì)值 （ 即固定的某一相位 ） 來表示數(shù)字信號(hào) 。 21 xx ? 21 xx ?第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 6． 4 二進(jìn)制相移鍵控 ? 二進(jìn)制相移鍵控 （ 2PSK） ： 用二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)控制高頻載波的相位 ，使高頻載波的相位隨著數(shù)字基帶信號(hào)變化 。 對(duì)包絡(luò)采樣并判決 ， 可恢復(fù)原數(shù)字序列 。 ?????tAtytAty2211co s)(co s)(??第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 乘法器輸出 ? LPF輸出 ? 判決準(zhǔn)則： 判為 “ 1”， 判為 “ 0” 。 BPF1和 BPF2可將兩者分開 ， 把代表“ 1”碼的 y1( t )和代表 “ 0”碼的 y2( t )分成兩路 ASK信號(hào) ， 采用相干解調(diào)方式解調(diào) 。 ? 中心頻率： 兩個(gè)載頻的平均值 ? 2. 2FSK信號(hào)的帶寬 ? 當(dāng)基帶信號(hào)不含直流時(shí) ， 功率譜 1f 2f????0c o s1c o s)(21tAtAtF S K ??? tnTtgatnTtgan Snn Sn 21c o s)(c o s)( ?? ?????? ???????? ?? ??)(tg ST na na12 ??? ???2 210??? ??第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 帶寬 ? 3. 2FSK信號(hào)的解調(diào) ? 類型： 相干解調(diào)和非相干解調(diào)。 ? 是寬度為 的基本矩形脈沖 ， 表示 的非 。 ? 1. 2FSK信號(hào)的調(diào)制 ? 例如 “ 1”碼用頻率 來傳輸 ， “ 0”碼用頻率 來傳輸 。 發(fā)送端用不同頻率的高頻載波對(duì)應(yīng)數(shù)字基帶信號(hào)的不同狀態(tài) ， 接收端將不同頻率的高頻載波還原成基帶數(shù)字信號(hào)的對(duì)應(yīng)狀態(tài) ， 完成解調(diào) 。 非相干解調(diào)實(shí)現(xiàn)容易 。 ? 應(yīng)該注意本地載波要與發(fā)送在波同頻同相 ， 以保證數(shù)據(jù)的正確解調(diào) 。 乘法器輸出 ttty ASK 0co s)()( ?? ?? ttnTtgaAn Sn 00c o sc o s)( ?? ??????? ?? ?第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? LPF輸出 ? 由于噪聲及信道特性的影響 ， LPF輸出的數(shù)字信號(hào)是不標(biāo)準(zhǔn)的 ， 通過對(duì)信號(hào)再采樣 ， 利用判決器對(duì)采樣值進(jìn)行判決 ， 便可以恢復(fù)原 “ 1”、“ 0”數(shù)字序列 。 ? （ 1） 相干解調(diào) ? 乘法器實(shí)現(xiàn) ASK頻譜的再次搬移 ， 使數(shù)字調(diào)制信號(hào)的頻譜搬回到零頻附近； LPF去除乘法器產(chǎn)生的高頻分量 ， 濾出數(shù)字調(diào)制信號(hào) 。 若只計(jì)及基帶脈沖波形頻譜的主瓣 ， 帶寬 ? 是基帶脈沖的速率， 是基帶脈沖周期。 2ASK信號(hào) ? 乘法器完成調(diào)制； BPF取出已調(diào)信號(hào) ， 抑制帶外頻譜分量 ， 通過調(diào)節(jié)還可以實(shí)現(xiàn)單邊帶或殘留邊帶調(diào)制 。 ( a ) ( b )φ A S K ( t ) B P FAco s ω 0 t f ( t )φ A S K ( t ) f ( t )1 0 0 1tt第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 為第 n個(gè)碼元的電平值 ， 單極性碼 ， 或 1；雙極性碼 ， ? 或 +1。 調(diào)制后的載波也只有兩種狀態(tài)：有載波輸出傳送 “ 1”， 無載波輸出傳送 “ 0”。 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 6． 2 二進(jìn)制幅移鍵控 ? 二進(jìn)制幅移鍵控是最早出現(xiàn)的一種數(shù)字調(diào)制方式 ， 記為 2ASK。 同時(shí) ， 加大碼元寬度 ， 可增加碼元能量 ， 有利于提高系統(tǒng)的可靠性 。二進(jìn)制系統(tǒng) ， 隨著傳碼率的提高 ， 信道帶寬增加 。 ? 多進(jìn)制的基帶數(shù)字信號(hào)有多種狀態(tài) ， 一位多進(jìn)制符號(hào)將代表若干位二進(jìn)制符號(hào) 。 從已調(diào)高頻載波上將數(shù)字基帶信號(hào)恢復(fù)出來 ， 稱為 數(shù)字解調(diào) 。第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 6． 1 概述 ? 數(shù)字基帶信號(hào)不能直接通過帶通信道傳輸 ， 需將數(shù)字基帶信號(hào)變換成數(shù)字頻帶信號(hào) 。 用數(shù)字基帶信號(hào)去控制高頻載波的幅度 、 頻率或相位 ， 稱為 數(shù)字調(diào)制 。 ? 數(shù)字調(diào)制方式：幅度調(diào)制 ， 稱為幅度鍵控 ， 記為 ASK；頻率調(diào)制 ， 稱為頻移鍵控 ， 記為 FSK；相位調(diào)制 ， 稱為相移鍵控 ， 記為 PSK。 在相同傳碼率條件下 ， 多進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng)的信息速率高于二進(jìn)制系統(tǒng) 。 采用多進(jìn)制可降低碼元速率 ， 減小傳輸帶寬 。 ? 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式：多進(jìn)制幅移鍵控 （ MASK） 、 多進(jìn)制頻移鍵控（ MFSK） 和多進(jìn)制相移鍵控 （ MPSK） 。 ? 1. 2ASK信號(hào)的調(diào)制 ? 用二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)控制載波的幅度 ， 二進(jìn)制數(shù)字序列只有 “ 1”、 “ 0”兩種狀態(tài) 。 假定調(diào)制信號(hào)是單級(jí)性非歸零的二進(jìn)制序列 ， “ 1”碼時(shí) ，輸出載波 Acosω 0t； “ 0”碼時(shí) ， 無輸出 。 是時(shí)間寬度為 的基本脈沖 。 )()( SnnnTtgatf ?? ?????na 0?na 1??na)(tg STtnTtgaAtnSnA S K 0c o s)()( ?? ?????? ?? ?????001c o s 0 tA ?第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 2. 2ASK信號(hào)的帶寬 ? 功率譜 其帶寬是調(diào)制信號(hào)帶寬的兩倍 。 Φ A S K ( f )02 f sf f 0 f 0SS TfB /22 ??SS Tf 1?SfST第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 3. 2ASK信號(hào)的解調(diào) ? 解調(diào)方式： 相干解調(diào)和非相干解調(diào) 。 BPF濾除接收信號(hào)頻帶以外的噪聲干擾 ， 并保證信號(hào)完整地通過 。 ? 判決準(zhǔn)則： 判為 “ 1”， 判為 “ 0”。 ? （ 2） 非相干解調(diào) ? 利用包絡(luò)檢波器來實(shí)現(xiàn) ， LPF濾除包絡(luò)信號(hào)中的高頻成分 ， 平滑包絡(luò)信號(hào) 。 ? ? )(2c o s12 0 Sn nnTtgatA ???? ?? tnTtgaAnTtgaA Sn nSn n 02c o s)(2)(2 ?????? ??)(2)( Sn nnTtgaAtx ?? ?第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) tttty ( t )s ( t )cp{ a n }第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 6． 3 二進(jìn)制頻移鍵控 ? 二進(jìn)制頻移鍵控 (2FSK)： 二進(jìn)制數(shù)字序列控制載波的頻率 。 載波頻率變化時(shí) ， 相鄰碼元載波的相位可能是連續(xù)的 (相位連續(xù)的 FSK)， 也可能是不連續(xù)的(相位不連續(xù)的 FSK)。 1f 2f10 0tf ( t )振蕩器 f 1倒相器振蕩器 f 2K 1K 2∑φ FSK ( t )f ( t )( a ) φ F S K ( t )( b )t1第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 相位不連續(xù)的 FSK信號(hào)可看作是兩個(gè)交錯(cuò)的 ASK信號(hào)之和 ， 一個(gè)載頻為 ， 另一個(gè)載頻為 。 ? 頻差 ??： 兩個(gè)載頻之間的間隔 。 ? （ 1） 相干解調(diào) Φ F S K ( f ) f 2 f 0 f 1 f 1 f s f 1 f 0 f 2 f 2 + f 3 f0sfffB 212 ???第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 設(shè) ω1代表 “ 1”碼 ， ω2代表 “ 0”碼 。 采樣判決可恢復(fù)原數(shù)據(jù)序列 。 ???????????tAAttAttytAAttAtty22222111112c o s22c o sc o sc o s)(2c o s22c o sc o sc o s)(???????????????0)(2)(21txAtx???????2)(0)(21Atxtx21 xx ? 21xx ?第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? (2)非相干解調(diào) ? 包絡(luò)檢波器取出兩路的包絡(luò) x1(t)和 x2(t)。 判決準(zhǔn)則： 判為 “ 1”， 判為 “ 0”。 ? 1. 二進(jìn)制相移鍵控信號(hào)的調(diào)制 ? 方式 :絕對(duì)調(diào)相和相對(duì) （ 差分 ） 調(diào)相 。 例如 ， “ 1”碼用載波的 0相位表示 ， “ 0”碼用載波的 π 相位表示 ， 反 之亦可 。 相對(duì)相位指本碼元載波初相與前一碼元載波終相的相位差 。 ? PSK信號(hào) 第 6 章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) ? 是雙極性不歸零 ? 二進(jìn)制數(shù)字序列， 或 1。 ? 若 為雙極性序列，可省略極 ? 性變換過程。 對(duì) 2DPSK信號(hào)用載波相位變化 π， 即與前一碼元載波終相差 π表示 “ 1”；載波相位不變 ， 即與前一碼元載波終相相同表示