1、第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸1本章要點(diǎn)本章要點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的頻譜分析二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸2分類(lèi)分類(lèi) 幅移鍵控幅移鍵控ASK頻移鍵控頻移鍵控FSK相移鍵控相移鍵控PSK頻帶傳輸：頻帶傳輸：將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)

2、制，即將基帶信號(hào)的頻譜搬移到某將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，即將基帶信號(hào)的頻譜搬移到某一高頻處，變?yōu)轭l帶信號(hào)進(jìn)行傳輸，稱(chēng)為頻帶傳輸方式一高頻處，變?yōu)轭l帶信號(hào)進(jìn)行傳輸，稱(chēng)為頻帶傳輸方式。第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸3一、一、2ASK2ASK調(diào)制調(diào)制6.1 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) 1 1定義：用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)定義：用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)“1 1、”去控制正弦載波的幅度去控制正弦載波的幅度2 2數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式 Acosct “1” 0 “0”S2ASK (t)=f(t).s(t)=6.1.1 二進(jìn)制幅移鍵控（二進(jìn)制幅移鍵控（

3、2ASK）通信系統(tǒng)）通信系統(tǒng)調(diào)制信號(hào)：二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制信號(hào)：二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)“1 1、”二進(jìn)制數(shù)字二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制調(diào)制載波：正弦波載波：正弦波載波載波:s(t)=Acosct調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào):f(t)= 1 概率概率P 概率概率1-P第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸43波形波形信號(hào)ASK2c2s Acosct “1” 0 “0”S2ASK (t)=載波載波二進(jìn)制代碼二進(jìn)制代碼cs第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸5t4產(chǎn)生方式產(chǎn)生方式（1）模擬法）模擬法 Acos

4、ctf (t) S2ASK (t) （2）數(shù)字鍵控法）數(shù)字鍵控法 Acosctf (t) S2ASK (t) “1”“0”第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸6t二、二、2ASK2ASK解調(diào)解調(diào)1.相干解調(diào)相干解調(diào)c Acosct “1” 0 “0”S2ASK (t)=cosct第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸7t2.非相干解調(diào)非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波)二進(jìn)制代碼二進(jìn)制代碼 2ASK(a) b 位定時(shí)位定時(shí)輸出（有延時(shí)）輸出（有延時(shí)） 1 0 0 1第六章第六

5、章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸81 1定義：用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)定義：用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào) “ “ 1 1、”去控制載波的頻率去控制載波的頻率 2 2數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式 3波形波形 0cos 1 cos212tAtAtsFSK6.1.2 二進(jìn)制頻移鍵控二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK)系統(tǒng)系統(tǒng)一、一、2FSK調(diào)制調(diào)制第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸9t4產(chǎn)生方式產(chǎn)生方式（1）模擬法）模擬法 （2）數(shù)字鍵控法）數(shù)字鍵控法 f (t) VCOS2FSK (t) S2FSK (t) 第六

6、章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸10t二、二、2FSK2FSK解調(diào)解調(diào)1.相干解調(diào)相干解調(diào)第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸11t2.非相干解調(diào)非相干解調(diào)x1(t)x1(t)x2(t)x2(t)x1(t) x2(t) 判判“1”x1(t) x2(t) 判判“0”第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸123. 過(guò)零檢測(cè)法過(guò)零檢測(cè)法 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)

7、字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸13一、調(diào)制一、調(diào)制1.二進(jìn)制絕對(duì)相移鍵控二進(jìn)制絕對(duì)相移鍵控(2PSK) （2）2PSK表達(dá)式表達(dá)式（1）定義）定義:用載波的不同相位直接去表示數(shù)字信號(hào)的用載波的不同相位直接去表示數(shù)字信號(hào)的“1、” Acosct “1”Acos(ct + ) “0”S2PSK (t)=1 0相位相位 0 相位相位載波載波6.1.3 二進(jìn)制相移鍵控系統(tǒng)二進(jìn)制相移鍵控系統(tǒng)第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸14（3）波形）波形載波1 0相位相位 0 相位相位第六章第六章 數(shù)字調(diào)制

8、系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸15（4）產(chǎn)生方式）產(chǎn)生方式a.模擬法模擬法 b.數(shù)字鍵控法數(shù)字鍵控法 “1”“0”第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸162.二進(jìn)制相對(duì)相移鍵控二進(jìn)制相對(duì)相移鍵控(2DPSK) 在絕對(duì)調(diào)相方式中，發(fā)送端是以某一個(gè)載波相位作基準(zhǔn)，然后在絕對(duì)調(diào)相方式中，發(fā)送端是以某一個(gè)載波相位作基準(zhǔn)，然后用相位相對(duì)于基準(zhǔn)相位的絕對(duì)值用相位相對(duì)于基準(zhǔn)相位的絕對(duì)值(0或或)來(lái)表示數(shù)字信號(hào)。因而在接來(lái)表示數(shù)字信號(hào)。因而在接收端也必須有這樣一個(gè)固定的收端也必須有這樣一個(gè)固定的基準(zhǔn)

9、相位作參考基準(zhǔn)相位作參考。如果這個(gè)參考相位。如果這個(gè)參考相位發(fā)生變化發(fā)生變化(0 或或0)，則恢復(fù)的數(shù)字信號(hào)也就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，則恢復(fù)的數(shù)字信號(hào)也就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤(“1” “0”或或“0”“1”)。這種現(xiàn)象通常稱(chēng)為。這種現(xiàn)象通常稱(chēng)為2PSK方式的方式的“倒倒現(xiàn)象現(xiàn)象”或或“反向工作反向工作”。為了克服這種現(xiàn)象，實(shí)際中一般不采用。為了克服這種現(xiàn)象，實(shí)際中一般不采用2PSK方式，方式，而采用相對(duì)調(diào)相而采用相對(duì)調(diào)相2DPSK方式。方式。第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸17（2）2DPSK表達(dá)式表達(dá)式（3）波形）波形（1）定義）定義:用相鄰碼

10、元載波相位的相對(duì)變化表示數(shù)字信號(hào)的用相鄰碼元載波相位的相對(duì)變化表示數(shù)字信號(hào)的“1、” 與前一碼元末相與前一碼元末相反相反相 “1”相位不變相位不變 “0”S2DPSK (t)=第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸18差分碼2DPSK相當(dāng)于差分碼的相當(dāng)于差分碼的2PSK第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸19（4）產(chǎn)生方式）產(chǎn)生方式a.模擬法模擬法 b.數(shù)字鍵控法數(shù)字鍵控法 差分單差分單/雙雙差分差分第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與

11、信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸20二、解調(diào)二、解調(diào)1. 2PSK只能用相干解調(diào)只能用相干解調(diào)第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸212. 2DPSK（1）相干解調(diào)）相干解調(diào) 1 0 0 1 0 1 1 0第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸22（2）差分相干解調(diào)）差分相干解調(diào)樣值樣值 0 判判“0”樣值樣值 0 判判“1”第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸23一、一、ASKASK信號(hào)的功率譜信號(hào)的功率譜

12、6.2 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的頻譜分析二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的頻譜分析前述，單極性不歸零碼脈沖序列的功率譜密度為（雙邊）前述，單極性不歸零碼脈沖序列的功率譜密度為（雙邊）)f (41)fT(SaT41)f (PS2SS第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸24ASK信號(hào)的實(shí)質(zhì)是將上述信號(hào)的實(shí)質(zhì)是將上述功率譜密度搬移到功率譜密度搬移到fc處處)ff (P)ff (P41)f (PcscsASK2第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸25可見(jiàn)，傳輸可見(jiàn)，傳輸2ASK信號(hào)的帶寬是基帶

13、脈沖波形帶寬的兩倍信號(hào)的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的兩倍 B2ASK=2fS=1/Ts=2RB(Hz)TS第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸26二、二、FSKFSK信號(hào)的功率譜信號(hào)的功率譜對(duì)于相位不連續(xù)的對(duì)于相位不連續(xù)的2FSK，可認(rèn)為是兩個(gè)，可認(rèn)為是兩個(gè)2ASK信號(hào)的疊加信號(hào)的疊加)f (P)f (P)f (P2ASK21ASK2FSK2兩個(gè)連續(xù)譜的峰兩個(gè)連續(xù)譜的峰-峰距離由兩個(gè)峰距離由兩個(gè)載頻之差決定，若差值小于載頻之差決定，若差值小于fs則則出現(xiàn)單峰（如波形出現(xiàn)單峰（如波形b），波形），波形a為差值等于為差值等于2fs的情況，

14、此時(shí)的的情況，此時(shí)的兩個(gè)載頻兩個(gè)載頻f1、f2分別為分別為fc+fs和和fc-fs 。傳輸由單極性矩形脈沖序列調(diào)制產(chǎn)生的傳輸由單極性矩形脈沖序列調(diào)制產(chǎn)生的2FSK信號(hào)所需的帶寬近似為信號(hào)所需的帶寬近似為 HzfffBsFSK2122第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸27三、三、PSKPSK信號(hào)的功率譜信號(hào)的功率譜產(chǎn)生產(chǎn)生PSK的調(diào)制信號(hào)是雙極性碼，與模擬調(diào)制類(lèi)比，的調(diào)制信號(hào)是雙極性碼，與模擬調(diào)制類(lèi)比，2ASK相當(dāng)于標(biāo)相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅準(zhǔn)調(diào)幅AM，而，而2PSK相當(dāng)于抑制載波雙邊帶調(diào)幅相當(dāng)于抑制載波雙邊帶調(diào)幅DSB (無(wú)離散譜無(wú)離散譜

15、)其帶寬與其帶寬與2ASK相同相同 B2pSK=B2ASK=2fS=2RB (Hz)第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸28一、誤碼率一、誤碼率P Pe e與輸入信噪比與輸入信噪比r r的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線6.3 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸29 二、結(jié)論二、結(jié)論1. 誤碼率：誤碼率：r增大，增大，Pe下降下降 ；同一調(diào)制方式；同一調(diào)制方式, 相干解調(diào)好；解調(diào)方式相相干解調(diào)好；解調(diào)方式相同調(diào)制方式不同

16、同調(diào)制方式不同 ，PSK系統(tǒng)要求的信噪比系統(tǒng)要求的信噪比r比比FSK系統(tǒng)小系統(tǒng)小 ，F(xiàn)SK系統(tǒng)系統(tǒng)比比ASK系統(tǒng)要求的系統(tǒng)要求的r小。小。2. 判決門(mén)限判決門(mén)限 ：2FSK中，根據(jù)兩路解調(diào)信號(hào)的大小作出判決；中，根據(jù)兩路解調(diào)信號(hào)的大小作出判決；2PSK和和2DPSK系統(tǒng)的最佳判決門(mén)限電平為系統(tǒng)的最佳判決門(mén)限電平為0，穩(wěn)定性也好；，穩(wěn)定性也好；ASK系統(tǒng)的最佳門(mén)限系統(tǒng)的最佳門(mén)限電平與信號(hào)幅度有關(guān)，不容易設(shè)置。電平與信號(hào)幅度有關(guān)，不容易設(shè)置。3.頻帶寬度頻帶寬度 ：當(dāng)傳碼率相同時(shí)，當(dāng)傳碼率相同時(shí)，PSK、DPSK、ASK系統(tǒng)具有相同系統(tǒng)具有相同的帶寬，而的帶寬，而FSK系統(tǒng)的帶寬較寬，頻帶利用率最

17、低。系統(tǒng)的帶寬較寬，頻帶利用率最低。4.設(shè)備復(fù)雜性：設(shè)備復(fù)雜性：三種調(diào)制方式的發(fā)送設(shè)備其三種調(diào)制方式的發(fā)送設(shè)備其復(fù)雜性相差不多復(fù)雜性相差不多,接收設(shè)備中采用相干解調(diào)的接收設(shè)備中采用相干解調(diào)的設(shè)備要比非相干解調(diào)時(shí)復(fù)雜設(shè)備要比非相干解調(diào)時(shí)復(fù)雜 。第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸30定義：定義：用多進(jìn)制（用多進(jìn)制（M2M2）數(shù)字基帶信號(hào)去控制載波不同）數(shù)字基帶信號(hào)去控制載波不同 參數(shù)的調(diào)制，稱(chēng)為多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制。參數(shù)的調(diào)制，稱(chēng)為多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制。6.4 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）傳信率高，）傳信率高，Rb=R

18、Blog2M （b/s）；）； （2）傳信率相同時(shí)與二進(jìn)制比較，節(jié)省帶寬。）傳信率相同時(shí)與二進(jìn)制比較，節(jié)省帶寬。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜，判決電平增多，誤碼率高于二進(jìn)制。設(shè)備復(fù)雜，判決電平增多，誤碼率高于二進(jìn)制。第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸31一、一、MASK調(diào)制原理調(diào)制原理1波形：波形： 可見(jiàn)，可見(jiàn)，MASK信號(hào)是由信號(hào)是由M個(gè)不同振幅的個(gè)不同振幅的2ASK信號(hào)疊加而成。信號(hào)疊加而成。第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸322帶寬：帶寬：MASK信號(hào)的功率譜結(jié)構(gòu)

19、雖然復(fù)雜，但所占帶寬信號(hào)的功率譜結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜，但所占帶寬 與每一個(gè)與每一個(gè)2ASK信號(hào)相同。信號(hào)相同。 BR2sf2MASKB傳碼率3產(chǎn)生、解調(diào)：產(chǎn)生、解調(diào)：MASK信號(hào)與信號(hào)與2ASK信號(hào)產(chǎn)生的方法相同，可利用信號(hào)產(chǎn)生的方法相同，可利用乘法器實(shí)現(xiàn)，但是由發(fā)送端輸入的乘法器實(shí)現(xiàn)，但是由發(fā)送端輸入的k位二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)需要經(jīng)位二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)需要經(jīng)過(guò)一個(gè)電平變換器，轉(zhuǎn)換為過(guò)一個(gè)電平變換器，轉(zhuǎn)換為M電平的基帶脈沖再送入調(diào)制器；解調(diào)電平的基帶脈沖再送入調(diào)制器；解調(diào)也與也與2ASK信號(hào)相同，可采用相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種方式信號(hào)相同，可采用相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種方式 第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)

20、字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸33二、二、MFSK調(diào)制原理調(diào)制原理1多進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制簡(jiǎn)稱(chēng)多頻制，是二進(jìn)制數(shù)字頻率鍵控多進(jìn)制數(shù)字頻率調(diào)制簡(jiǎn)稱(chēng)多頻制，是二進(jìn)制數(shù)字頻率鍵控 方式的直接推廣。方式的直接推廣。 2 2MFSKMFSK已調(diào)信號(hào)帶寬已調(diào)信號(hào)帶寬 HzfffBslhMFSK2第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸34三、多進(jìn)制絕對(duì)移相（三、多進(jìn)制絕對(duì)移相（MPSK） （1）定義：利用載波的多個(gè)相位表示多個(gè)數(shù)字信息。）定義：利用載波的多個(gè)相位表示多個(gè)數(shù)字信息。（2）MPSK的矢量圖的矢量圖

21、矢量圖中通常以矢量圖中通常以0 0載波相位作為參考矢量。圖中將基準(zhǔn)相位用虛載波相位作為參考矢量。圖中將基準(zhǔn)相位用虛線表示，例如，四相制（線表示，例如，四相制（M=4）可分為）可分為 /2系統(tǒng)和系統(tǒng)和 /4系統(tǒng)。系統(tǒng)。 /2系統(tǒng)系統(tǒng) /4系統(tǒng)系統(tǒng)第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸35（3）4PSK(QPSK)的波形圖的波形圖首先將二進(jìn)制變?yōu)樗倪M(jìn)制。將二進(jìn)碼元的每?jī)蓚€(gè)比特編為一首先將二進(jìn)制變?yōu)樗倪M(jìn)制。將二進(jìn)碼元的每?jī)蓚€(gè)比特編為一組，可以有四種組合組，可以有四種組合(00，10，01，11)，然后用載波的四種，然后用載波的四種相位來(lái)分

22、別表示它們。相位來(lái)分別表示它們。 第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸36（10）（00）（01）（11）2/2/0第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸372/2/000101101第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸38（4）MPSK的帶寬的帶寬因?yàn)檎{(diào)相時(shí)并不改變載波的幅度，所以與因?yàn)檎{(diào)相時(shí)并不改變載波的幅度，所以與MASK相比，相比，MPSK大大提高了信號(hào)的平均功率，是一種高效的調(diào)制方式。大大提高了信

23、號(hào)的平均功率，是一種高效的調(diào)制方式。HzRfBBBsMASKMPSK22 第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸39（5）產(chǎn)生方法）產(chǎn)生方法第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸40（6）解調(diào)）解調(diào)第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸416.5 現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)一、正交振幅調(diào)制一、正交振幅調(diào)制(QAM)(QAM)振幅與相位相結(jié)合的調(diào)制方式振幅與相位相結(jié)合的調(diào)制方式-常稱(chēng)為數(shù)字復(fù)合調(diào)制方式。常稱(chēng)

24、為數(shù)字復(fù)合調(diào)制方式。一般的復(fù)合調(diào)制稱(chēng)為幅相鍵控一般的復(fù)合調(diào)制稱(chēng)為幅相鍵控(APK)(APK)，兩個(gè)正交載波幅相鍵控稱(chēng)，兩個(gè)正交載波幅相鍵控稱(chēng)為正交振幅調(diào)制為正交振幅調(diào)制(QAM)(QAM)。 第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸42正交振幅調(diào)制的一般表達(dá)式為 bccTttBmtAmty0,sincos)(AdAAeBmmmm式中,Tb為碼元寬度，Am和Bm為離散的振幅值，m=1,2,M, M為Am和Bm的個(gè)數(shù)。 式中, A是固定的振幅，與信號(hào)的平均功率有關(guān)。(dm,em)表示QAM調(diào)制信號(hào)矢量端點(diǎn)在信號(hào)空間的坐標(biāo)， 由輸入數(shù)據(jù)決定

25、。 第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸43串/并變換2 到 L電平變換2 到 L電平變換預(yù)調(diào)制LPF預(yù)調(diào)制LPF67cosctsinctAmBm231發(fā) 數(shù) 據(jù)(a)(b) LPF LPF多電平轉(zhuǎn)換多電平判決L 到 2電平變換L 到 2電平變換并/串變換定時(shí)恢復(fù)載波恢復(fù)98101112輸出數(shù)據(jù)yQAM(t)45yQAM(t)QAM解調(diào)方框圖 QAM調(diào)制方框圖第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸44調(diào)制過(guò)程各點(diǎn)波形 1.10110100tt2.1100t3.1100t

26、4.t5.t6.第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸45解調(diào)過(guò)程各點(diǎn)波形 t7.t8.t高頻t9.t高頻t10.0110t11.0110t12.10111000第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸46 從從4QAM4QAM的調(diào)制解調(diào)過(guò)程可以看出，系統(tǒng)可在一路的調(diào)制解調(diào)過(guò)程可以看出，系統(tǒng)可在一路ASKASK信號(hào)信號(hào)頻率帶寬的信道內(nèi)完成兩路信號(hào)的同時(shí)傳輸。所以，利用正頻率帶寬的信道內(nèi)完成兩路信號(hào)的同時(shí)傳輸。所以，利用正交載波調(diào)制技術(shù)傳輸交載波調(diào)制技術(shù)傳輸ASKASK信號(hào)，

27、可使頻帶利用率提高一倍，信號(hào)，可使頻帶利用率提高一倍， 達(dá)到達(dá)到2b/sHz2b/sHz。如果將其與多進(jìn)制或其他技術(shù)結(jié)合起來(lái)，還。如果將其與多進(jìn)制或其他技術(shù)結(jié)合起來(lái)，還可進(jìn)一步提高頻帶利用率?？蛇M(jìn)一步提高頻帶利用率。 在實(shí)際應(yīng)用中，除了二進(jìn)制在實(shí)際應(yīng)用中，除了二進(jìn)制Q QAM(AM(簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)4 4Q QAM)AM)以外，常采以外，常采用用 1616Q QAM(AM(四進(jìn)制四進(jìn)制) )、6464Q QAM(AM(八進(jìn)制八進(jìn)制) )、 256256Q QAM(AM(十六進(jìn)制十六進(jìn)制) )等等方式。方式。 第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信

28、號(hào)傳輸47通常，把信號(hào)矢量端點(diǎn)的分布圖稱(chēng)為星座圖。通常，把信號(hào)矢量端點(diǎn)的分布圖稱(chēng)為星座圖。(a)QI(b)QI(c)QI16PSK16QAM16APK第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸48二、最小頻移鍵控二、最小頻移鍵控(MSK)(MSK)MSKMSK又稱(chēng)快速頻移鍵控又稱(chēng)快速頻移鍵控(FFSK)(FFSK)，“快速快速”指的是這種調(diào)制指的是這種調(diào)制方式對(duì)于給定的頻帶，它能比方式對(duì)于給定的頻帶，它能比 2PSK2PSK傳輸更高速的數(shù)據(jù)；而最傳輸更高速的數(shù)據(jù)；而最小頻移鍵控中的小頻移鍵控中的“最小最小”二字指的是這種調(diào)制方式能以最小

29、的二字指的是這種調(diào)制方式能以最小的調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)( (h h=0.5)=0.5)獲得正交的調(diào)制信號(hào)。獲得正交的調(diào)制信號(hào)。第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸49在一個(gè)碼元時(shí)間在一個(gè)碼元時(shí)間T Tb b內(nèi)，內(nèi)，CPFSKCPFSK信號(hào)可表示為信號(hào)可表示為 當(dāng)當(dāng)( (t t) )為時(shí)間連續(xù)函數(shù)時(shí)，已調(diào)波在所有時(shí)間上是連續(xù)的，為時(shí)間連續(xù)函數(shù)時(shí)，已調(diào)波在所有時(shí)間上是連續(xù)的， 若若傳傳 0 0 碼時(shí)載頻為碼時(shí)載頻為1 1, , 傳傳 1 1 碼時(shí)載頻為碼時(shí)載頻為2 2，它們相對(duì)于未調(diào)載，它們相對(duì)于未調(diào)載頻頻c c的偏移為的偏移為，上式又可

30、寫(xiě)為，上式又可寫(xiě)為 其中其中 第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸50可見(jiàn)在一個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)，相角可見(jiàn)在一個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)，相角( (t t) )為時(shí)間的線性函數(shù)，即為時(shí)間的線性函數(shù)，即 對(duì)于對(duì)于FSKFSK信號(hào)，當(dāng)信號(hào)，當(dāng)22TTb b= =n n(n n為整數(shù)為整數(shù)) )時(shí)，就認(rèn)為它是時(shí)，就認(rèn)為它是正交的。為了提高頻帶利用率，正交的。為了提高頻帶利用率，要小，當(dāng)要小，當(dāng)n n=1 =1 時(shí)，時(shí)，達(dá)最小值有達(dá)最小值有 或者或者 第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸51 h

31、 h稱(chēng)為調(diào)制指數(shù)。頻偏稱(chēng)為調(diào)制指數(shù)。頻偏f f=1/(4=1/(4T Tb)b)，頻差，頻差 2 2 f f =1/(2 =1/(2T Tb)b)，它等于碼，它等于碼元速率之半，元速率之半， 這是最小這是最小頻差。所謂的最小頻移鍵頻差。所謂的最小頻移鍵控控(MSK)(MSK)，正是取調(diào)制指，正是取調(diào)制指數(shù)數(shù)h h=0.5=0.5，在滿足信號(hào)正，在滿足信號(hào)正交的條件下，交的條件下， 使頻移使頻移f f最小。最小。 2Tb0(0) /2 3 /22 /23/2204Tb6Tb8Tbt(t)第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸52MSK

32、MSK調(diào)制器的方框圖：調(diào)制器的方框圖： 圖 7-59 MSK調(diào)制器方框圖 振蕩f1/2Tb差分編碼輸入數(shù)據(jù)akck串/并變換振蕩f fc移相90延遲 Tb帶通濾波器MSK信號(hào)IkQkIk cos(t/2Tb)cos(t/2Tb)sin(t/2Tb)Qk sin(t/2Tb)Qk sin(t/2Tb)sinctIk cos(t/2Tb)cosct第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸53 MSKMSK信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程：信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程： (1) (1) 對(duì)輸入數(shù)據(jù)序列進(jìn)行差分編碼；對(duì)輸入數(shù)據(jù)序列進(jìn)行差分編碼； (2) (2) 把差分編碼器

33、的輸出數(shù)據(jù)用串把差分編碼器的輸出數(shù)據(jù)用串/ /并變換器分成兩路，并并變換器分成兩路，并相互交錯(cuò)一個(gè)比特寬度相互交錯(cuò)一個(gè)比特寬度T Tb b； (3) (3) 用加權(quán)函數(shù)用加權(quán)函數(shù)cos(cos(t t/2/2T Tb b) )和和sin(sin(t t/2/2T Tb b) )分別對(duì)兩路數(shù)分別對(duì)兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)；據(jù)進(jìn)行加權(quán)； (4) (4) 用兩路加權(quán)后的數(shù)據(jù)分別對(duì)正交載波用兩路加權(quán)后的數(shù)據(jù)分別對(duì)正交載波coscos c ct t和和sinsinc ct t進(jìn)行調(diào)制；進(jìn)行調(diào)制； (5) (5) 把兩路輸出信號(hào)進(jìn)行疊加。把兩路輸出信號(hào)進(jìn)行疊加。 第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三

34、部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸54信號(hào)的變換關(guān)系信號(hào)的變換關(guān)系 01234567891011121314151617181920111111 11111111 1 111 111111 1111111111 1 1 11111111111111111111111111000000000111 1111 1 1 1111 1 1 11 1111111111111111111111f2f2f2f1f2f1f1f2f2f2f2f1f2f1f1f1f2f1f1f2f2K輸入數(shù)據(jù) ak差分編碼同相數(shù)據(jù) IK正交數(shù)據(jù) QKK(模2)IK cosK頻 率QKaKcosK第六章第六章 數(shù)字

35、調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸55MSKMSK的信號(hào)波形的信號(hào)波形 b2cosTtb2sinTtb2cosTtIkb2sinTtQktTtIckcos2cosbtTtQcksin2sinbSMSK(t)第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸56三、正弦頻移鍵控三、正弦頻移鍵控(SFSK)(SFSK) SFSKSFSK的相位路徑是在的相位路徑是在MSKMSK線性變化規(guī)律上，線性變化規(guī)律上， 再疊加一個(gè)正再疊加一個(gè)正弦變化，稱(chēng)為升余弦型。弦變化，稱(chēng)為升余弦型。 升余弦型相位路徑在符號(hào)轉(zhuǎn)

36、換時(shí)刻升余弦型相位路徑在符號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)刻的斜率變化是連續(xù)的，從而消除了的斜率變化是連續(xù)的，從而消除了MSKMSK相位路徑中的拐點(diǎn)，而相位路徑中的拐點(diǎn)，而一個(gè)符號(hào)內(nèi)相位的變化量與一個(gè)符號(hào)內(nèi)相位的變化量與MSKMSK相同，仍為相同，仍為9090。因此。因此SFSKSFSK信信號(hào)保留了號(hào)保留了MSKMSK信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)，信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)， 而頻譜在主瓣以外衰減得更快。而頻譜在主瓣以外衰減得更快。第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸57 MSKMSK、SFSKSFSK和和TFMTFM相位路徑相位路徑 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11111(t)MSKSFSK22TFM40 Tb2Tbt第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸58MSKMSK、SFSKSFSK和和TFMTFM功率譜功率譜 0204060801000124MSKSFSKTFM歸一化頻率 Tb( ffc )歸一化功率密度/dB第六章第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)第三部分第三部分 數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸數(shù)字通信系統(tǒng)與信號(hào)傳輸59 將相位路徑中一個(gè)符號(hào)間隔內(nèi)的升余弦平滑擴(kuò)展到幾個(gè)符將相位路徑中一個(gè)符號(hào)間隔內(nèi)的升余弦平滑擴(kuò)展到幾個(gè)符號(hào)間隔內(nèi)，號(hào)間隔內(nèi)， 采用類(lèi)似部分響應(yīng)信號(hào)的相關(guān)編碼技術(shù)采用類(lèi)似部