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第6章数字带通传输系统 带通调制通常需要一个正弦波作为载波 把数字基带信号调制到这个载波上 使这个载波的参量上载有数字基带信号的信息 并且使已调信号的频谱位置适合在给定的带通信道中传输 6 1二进制振幅键控 6 1 1二进制振幅键控的基本原理二进制振幅键控 2ASK 是用一个码元持续时间Ts内正弦载波的有和无分别代表所发送的数字信息 1 和 0 其波形如图6 1所示 图6 12ASK信号的波形 2ASK信号的功率谱密度示意图如图6 2所示 图6 22ASK信号的功率谱密度示意图 6 1 22ASK信号的调制与解调方法1 2ASK信号的调制方法 图6 32ASK信号调制器原理框图 2 2ASK信号的解调方法 图6 42ASK信号解调器原理框图 图6 52ASK信号相干解调过程的各点波形 6 1 32ASK系统的抗噪性能1 相干解调法的抗噪性能相干解调法的误码率Ps为 1 6 1 为解调器的输入信噪比 a为信号振幅 为噪声功率 当r 1 即大信噪比时 式 6 1 可近似表示为 6 2 2 非相干解调法的抗噪性能误码率Ps为 1 6 3 6 4 6 2二进制频移键控 6 2 1二进制频移键控的基本原理二进制频移键控 2FSK 是在一个码元持续时间Ts内用载波的两种不同的频率来表示传送数字 1 和 0 的 图6 72FSK信号的波形 图6 8相位不连续2FSK信号的功率谱密度示意图 6 2 22FSK信号的调制与解调方法1 2FSK信号的调制方法 图6 92FSK信号调制器原理框图 2 2FSK信号的解调方法 图6 102FSK信号解调器原理框图 图6 112FSK信号相干解调过程的各点波形 图6 122FSK信号过零检测法解调原理框图 图6 132FSK信号过零检测法的各点波形 6 2 32FSK系统的抗噪性能1 相干解调法的抗噪性能 6 5 为解调器的输入信噪比 在大信噪比条件下 即r 1时 6 6 2 包络检波法的抗噪性能系统的误码率为 1 6 7 6 3二进制相移键控 6 3 1二进制相移键控的基本原理二进制相移键控 2PSK 调制中 在一个码元持续期间Ts内 通常用载波相位180 和0 分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0 即载波的相位随数字基带信号 1 或 0 而改变 2PSK已调信号的波形如图6 16所示 图6 162PSK信号的波形 图6 172PSK信号的功率谱密度示意图 6 3 22PSK信号的调制与解调方法1 2PSK信号的调制方法 图6 182PSK信号调制器原理框图 2 2PSK信号的解调方法 图6 192PSK信号相干解调原理框图 2PSK信号相干解调过程对应的各点波形如图6 20所示 图6 202PSK信号相干解调过程的各点波形 6 3 32PSK系统的抗噪性能 6 8 在大信噪比 r 1 条件下 式 6 8 可近似表示为 6 9 6 4二进制差分相移键控 6 4 1二进制差分相移键控的基本原理为了解决2PSK信号解调过程中的相位模糊问题 提出了二进制差分相移键控 2DPSK 方式 2DPSK方式是用前后相邻码元载波相位的相对变化来表示数字信息 假设前后相邻码元的载波相位差为 且 6 10 图6 212DPSK信号的波形 6 4 22DPSK信号的调制与解调方法1 2DPSK信号的调制方法 图6 222DPSK信号调制器原理框图 2 2DPSK信号的解调方法 图6 232DPSK信号极性比较法解调原理框图 图6 242DPSK信号相位比较法解调原理框图及各点波形 6 4 32DPSK系统的抗噪性能1 极性比较法的抗噪性能 6 11 当Pe 1时 1 Pe 1 有Pe 2Pe 6 12 当Pe很大 使Pe 1 2时 有Pe 2Pe 6 13 2 相位比较法的抗噪性能总误码率为 1 6 15 6 5各种二进制数字调制系统的性能比较 图6 26各种二进制数字调制的误码率曲线 6 6多进制数字调制 在二进制中每个码元传输1比特的信息 而在多进制键控体制中每个码元能携带更多的信息量 6 6 1多进制振幅键控 图6 27MASK信号的波形 MASK信号采用相干解调法和最佳判决门限电平解调时 其总误码率 码元错误率 为 2 6 20 M为进制数 r为信号平均功率与噪声功率比 图6 28MASK信号的误码率曲线 6 6 2多进制频移键控 图6 294FSK信号举例 图6 30多进制频移键控系统的原理框图 MFSK信号接收有相干与非相干两种方式 误码率曲线如图6 31 a 和图6 31 b 所示 图6 31MFSK的误码率曲线 按码元信噪比计算 图6 32MFSK信号的误码率 按比特信噪比计算 6 6 3多进制相移键控多进制相移键控 MPSK 利用载波的多个不同相位来表示数字信息 1 四相绝对相移键控 图6 334PSK信号矢量图 图6 34相乘法产生4PSK信号原理框图 图6 35相位选择法产生4PSK信号原理框图 图6 364PSK信号解调原理方框图 6 23 就是4PSK信号的误码率 任意的M进制PSK信号 当信噪比足够大时 误码率可以近似地表示为 6 24 图6 38所示为MPSK信号的误码率曲线 图6 38MPSK信号的误码率曲线 按码元信噪比计算 2 四相相对相移键控在4DPSK中是利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息 4DPSK信号的一种编码规则如表6 2所示 表中 n是相对于前一码元的相位变化 图6 394DPSK信号产生原理框图 图6 404DPSK信号极性比较法解调原理框图