1第7章數(shù)字信號的頻帶傳輸27.1二進制幅度鍵控(2ASK)7.3二進制相移鍵控(2PSK)

7.5多進制數(shù)字調(diào)制7.2

二進制頻移鍵控(2FSK)7.4二進制差分相移鍵控(2DPSK)第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸主要內(nèi)容3第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸7.1二進制幅移鍵控(2ASK)4(7.1-1)出現(xiàn)概率為P

出現(xiàn)概率為1-P

(7.1-2)調(diào)制信號：具有一定波形形狀的二進制脈沖序列。(7.1-3)二進制幅度鍵控信號的一般時域表達式為結(jié)論：

2ASK（OOK）信號是雙邊帶調(diào)幅信號。(7.1-4)第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸5

2ASK調(diào)制的頻域特性：二進制序列的功率譜密度；：2ASK信號的功率譜密度。(7.1-5)結(jié)論：幅度鍵控信號的功率譜是基帶信號功系譜的線性搬移，所以2ASK調(diào)制為線性調(diào)制，且第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸6譜零點帶寬：通常取第一對過零點的帶寬作為傳輸帶寬。為了限制頻帶寬度，可以采用帶限信號作為基帶信號。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸72ASK調(diào)制器二進制幅度鍵控的調(diào)制器可以用一個相乘器來實現(xiàn)，對于OOK信號來說，相乘器可用一個開關(guān)電路來代替。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸82ASK信號解調(diào)兩種方式：包絡(luò)檢波、相干解調(diào)2ASK解調(diào)器第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸9

2FSK調(diào)制的基本原理及波形表達式2FSK：利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息的。在二進制情況下，

1：對應(yīng)于載波頻率，

0：對應(yīng)于載波頻率。(7.2-1)概率為P

概率為1-P

(7.2-2)概率為P

概率為1-P

第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸7.2二進制頻移鍵控(2FSK)10第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸11兩個載頻的中心頻率：頻差：h：調(diào)制指數(shù)（或頻移指數(shù)）Rs：數(shù)字基帶信號的速率。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸122FSK調(diào)制的頻域特性（7.2-3）

基帶信號的帶寬第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸13

2FSK調(diào)制器不連續(xù)的FSK信號：

在FSK信號中，當(dāng)載波頻率發(fā)生變化時，一般來說載波的相位變化是不連續(xù)的。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸14

2FSK解調(diào)器2FSK信號的解調(diào)方式：非相干解調(diào)、相干兩種解調(diào)。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸15

2FSK解調(diào)----過零檢測法第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸16

2PSK調(diào)制的基本原理及波形表達式(7.3-1)7.3二進制相移鍵控(2PSK)g(t)：幅度為1，寬度為的矩形脈沖概率為P概率為1-P(7.3-2)令當(dāng)數(shù)字信號的傳輸速率與載波頻率間有整數(shù)倍關(guān)系。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸17第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸18

2PSK調(diào)制的頻域特性第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸192PSK與2ASK的比較：

1.它們的表達式在形式上是相同的。

2.2PSK信號是雙極性不歸零碼的雙邊帶調(diào)制，而2ASK信號是單極性非歸零碼的雙邊帶調(diào)制。

3.2PSK信號是抑制載波的雙邊帶調(diào)制。

4.2PSK信號的功率譜與2ASK信號的功率譜相同，只是少了一個離散的載波分量，也屬于線性調(diào)制。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸20

2PSK調(diào)制器第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸212PSK解調(diào)器2PSK必須采用相干解調(diào)的方式。（思考：為什么？）

0，π相位模糊度：經(jīng)VCO恢復(fù)出來的本地載波與所需要的相干載波可能同相，也可能反相。這種相位關(guān)系的不確定性。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸22第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸232PSK信號的調(diào)制和解調(diào)的缺點：本地載波相位的不確定性造成了解調(diào)后的數(shù)字信號可能極性完全相反，形成1和0的倒置，引起信息接收錯誤。

解決辦法：采用差分相移鍵控的調(diào)制方法。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸24

2DPSK調(diào)制的基本原理及波形表達式絕對調(diào)相：利用載波相位絕對數(shù)值的變化傳送數(shù)字信息。

相對調(diào)相：利用前后碼元載波相位相對數(shù)值的變化可以傳送數(shù)字信息。7.3二進制差分相移鍵控(2DPSK)相對調(diào)相信號的產(chǎn)生過程：1.對數(shù)字基帶信號進行差分編碼，即由絕對碼變?yōu)橄鄬Υa（差分碼）；

2.對其進行絕對調(diào)相。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸25傳號差分碼的編碼規(guī)則：在傳號差分碼的條件下，載波相位遇1變而遇0不變。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸262DPSK解調(diào)

相干解調(diào)

由于本地載波相位模糊度的影響，解調(diào)得到的相對碼也是1和0倒置的。但由相對碼恢復(fù)為絕對碼時，要按以下規(guī)則進行差分譯碼第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸27第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸28差分相干解調(diào)差分相干解調(diào)：將DPSK信號延時一個碼元間隔，然后與DPSK信號本身相乘（相乘器起相位比較的作用），相乘結(jié)果經(jīng)低通濾波后再抽樣判決即可恢復(fù)出原始數(shù)字信息。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸29第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸30多進制數(shù)字調(diào)制分為：

M進制幅度鍵控（MASK）；

M進制頻移鍵控（MFSK）；

M進制相移鍵控（MPSK）。多進制數(shù)字調(diào)制的優(yōu)點：

可以增大信息傳輸速率，提高頻帶利用率。7.5多進制數(shù)字調(diào)制第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸31多進制幅度鍵控（MASK）

MASK信號的表達

當(dāng)基帶信號的碼元間隔為時，M進制幅度鍵控信號的時域表達式為：幅度值，有M種取值。

MASK信號調(diào)制MASK信號：相當(dāng)于對M電平的基帶信號對載波進行雙邊帶調(diào)幅，可以看成是由時間上互不相容的M-1個不同振幅值的2ASK信號的疊加。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸(7.5-1)32【例題7-1】對數(shù)字基帶序列為01111000010010110001進行4ASK調(diào)制。解：n＝lb4＝2，首先將序列每兩個一組變換為4電平信號，即用4組二進制碼對4種電平編碼。00表示0，01表示1，10表示2，11表示3。則原序列變?yōu)樗碾娖叫蛄校?320102301

對載波調(diào)制后，可得4MASK波形。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸33第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸34重要結(jié)論：（1）MASK信號的功率譜，便是這M-1個信號的功率譜之和。（2）當(dāng)碼元速率相同時，都是基帶信號帶寬的2倍。（3）在帶寬相同的情況下，MASK信號的信息速率是2ASK信號的lbM倍。

（4）MASK的調(diào)制方法與2ASK相同，但是首先要把基帶信號由二電平變?yōu)镸電平。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸35

MASK信號解調(diào)MASK信號的解調(diào)可以采用包絡(luò)檢波或相干解調(diào)的方法，其原理與2ASK信號的解調(diào)完全相同。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸36多進制相移鍵控（MPSK）第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸MPSK信號表示

在MPSK信號中，載波相位有M種取值，其表達式為（7.5-2）其中，TS為多進制碼元寬度，為有M種取值的初相位。對于4PSK，可取0、，、和37同相分量：上式的第一項；正交分量：上式的第二項。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸38MPSK信號：（1）兩個正交載波的MASK信號的疊加；（2）MPSK信號的頻帶寬度應(yīng)與MASK信號的頻帶寬度相同；（3）與MPSK信號與2PSK信號相比，帶寬節(jié)省到1／log2M；

MPSK信號是相位不同的等幅信號，所以用矢量圖可對MPSK信號進行形象而簡單的描述。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸39圖7-19MPSK信號的矢量圖表示第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸40

MPSK信號調(diào)制

MPSK調(diào)制中最常用：（1）4PSK，又稱QPSK；（2）8PSK。

QPSK信號的產(chǎn)生方法：正交調(diào)制法；相位選擇法；插入脈沖法。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸41第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸42第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸43

8PSK：用載波的8種相位代表八進制碼元，每個碼元包含3個二進制碼，稱為3比特碼元。圖7-228PSK正交調(diào)制器第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸44圖7-228PSK正交調(diào)制器第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸45

MPSK信號解調(diào)MPSK信號解調(diào)方式：兩個正交的本地載波信號實現(xiàn)相干解調(diào)。圖7-23QPSK相干解調(diào)器第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸46QPSK相干解調(diào)過程：QPSK信號同時送到解調(diào)器的兩個信道，在相乘器中與對應(yīng)的載波相乘，并從中取出基帶信號送到積分器，在0～2Tb時間內(nèi)積分，分別得到I(t)和Q(t)，再經(jīng)抽樣判決和并串變換，即可恢復(fù)原始信息。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸47【例題7-2】帶通型信道的帶寬為3000Hz，基帶信號是二元NRZ碼。求2PSK和QPSK信號的頻帶利用率和最高信息速率。第7章數(shù)字信號的調(diào)制傳輸【解】

當(dāng)2PSK信號的帶寬取譜零點帶寬時，頻帶利用率為

取信號的帶寬為信道帶寬，得最高信息速率為

MPSK信號的頻帶利用率是2PSK信號的log2M倍，所以QPSK信號的頻帶利用率為