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文檔簡介

1、1、通信原理,第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),第2、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),概述數(shù)字調制:將數(shù)字基帶信號轉換為數(shù)字帶通信號(調制信號)的過程。數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng):包括調制和曹征過程的數(shù)字傳輸系統(tǒng)。數(shù)字調制技術有兩種茄子方法。采用模擬調制方法實現(xiàn)數(shù)字調制。打開密鑰控制托架,也稱為密鑰控制方法。基本鍵控方法:振幅鍵控、頻移鍵控、相移鍵控數(shù)字調制可以分為二進制調制和多調制。振幅鍵控頻移鍵控,第3、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),7.1二進制數(shù)字調制原理7.1.1二進制振幅鍵控(2ASK)基本原理:波形,第4、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),2ASK信號G(t)周期為Ts的基帶脈沖與第n個符號的平坦值相對應的2ASK信號是OOK信號

2、。5、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、2ASK信號生成方法模擬調制方法(乘法器方法)、6、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、2ASK信號生成方法密鑰控制方法、7、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、2ASK信號曹征方法非干擾曹征(包絡) 7.1.2二進制頻移密鑰控制(2FSK)因此,2FSK信號的時域表達式可以寫回g(t)的單矩形脈沖,Ts脈沖時段。第12、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、2FSK信號生成方法使用模擬頻率電路實現(xiàn)。也就是說,相鄰代碼源之間的信號相位連續(xù)變化。使用鍵操作方法實現(xiàn)。相鄰代碼元素之間的拓撲不一定是連續(xù)的。、13、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),2FSK信號解調方法非干涉解調,、14、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),干涉解調,16、7

3、章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),其中fs=1/Ts是基帶信號的帶寬。圖中的fc是兩個載波頻率的中心頻率。第17、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),7.1.3二進制相移鍵控(2PSK) 2PSK基本原理:N可以表示為第N個符號的絕對相位、18、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),2PSK信號可以表示為雙極全空矩形,19、 2PSK信號第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、“反向操作”或“反向操作”:可以與2PSK信號的載波恢復過程中存在的相位模糊,即需要恢復的本地載波的相關載波相同,也可以相反。 由于這種相位關系的不確定性,調整后的數(shù)字基帶信號可能與發(fā)送的數(shù)字基帶信號相反。這種現(xiàn)象被稱為2PSK方式的“反向”或“反向操作”。這也是2PSK方式實際

4、上很少被采用的主要原因。要解決上述問題,可以采用7.1.4節(jié)中討論的差分密鑰移動(DPSK)系統(tǒng)。、第23、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、7.1.4二進制差分密鑰移動(2DPSK) 2DPSK原理2DPSK利用前后相鄰代碼元素的載波相對相位變化來傳遞數(shù)字信息,這稱為相對相位移動密鑰。假設當前碼元和以前碼元的載波相位差,并定義數(shù)字信息和之間的關系,例如二進制數(shù)字信息集和相應的2DPSK信號的載波相位關系。24、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),其2DPSK信號的波形如下。如牙齒示例所示,在同一基帶信號中,由于初始相位不同,即2DPSK信號的相位不直接表示基帶信號,前后代碼元素的相對相位確定信息符號。25、7章數(shù)字帶

5、通傳輸系統(tǒng)、2DPSK信號的矢量圖形在B方法中,當前碼元的相位相對于前一碼元的相位變化為/2。因此,相鄰代碼元素之間必須存在拓撲跳躍。如果接收端檢測到牙齒相位跳躍,則可以確定每個代碼元素的開始和結束時間。(a) A方法、(b) B方法、第26、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、2DPSK信號生成方法可在上面看到。首先,對二進制數(shù)字基帶信號進行差分編碼,將表示數(shù)字信息序列的絕對代碼轉換為相對代碼(差分代碼),然后根據(jù)相對情況,在上圖中,載波的相位遇到原始數(shù)字信息“1”的變化,遇到“0”時,使用不變的傳輸編號差分代碼。27、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、2DPSK信號調制器原理塊圖表差分碼可以傳遞號碼差分碼或空號碼差

6、分碼。其中,傳輸編號差異代碼的編碼規(guī)則在表達式中是模塊2加,bn-1是bn的前碼圓,原始bn-1可以任意設置。上述反向過程稱為差分解碼(代碼反向轉換)。即,28、7章數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng),例如,將數(shù)字基帶信息設置為2DPSK,獲取相對代碼,繪制調整后的信號波形。然后寫代碼反向轉換過程。,第30、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),2DPSK的相干解調器電路圖和每個點波形,31,7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),2DPSK信號的解調方法2:差分相干解調David aser,Northern Exposure(美國電視電視劇),2DPSK系統(tǒng)是實用的數(shù)字相位曹征系統(tǒng),但其抗假性白噪聲性能比2PSK更差。(阿爾伯特愛因斯坦、美國

7、電視電視劇(Northern Exposure,Northern Exposure)、第33章、第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、電源頻譜密度從前面描述的2DPSK信號的調制過程和波形中知道,2DPSK可以具有與2PSK相同格式的表達式。區(qū)別在于2PSK的基帶信號s(t)對應于絕對代碼序列。2DPSK的基帶信號s(t)對應于代碼轉換后的相對代碼序列。因此,2DPSK信號和2PSK信號的功率頻譜密度完全相同。信號帶寬與2ASK相同,是代碼元速度的兩倍。,34,7.3二進制數(shù)字調制系統(tǒng)的性能比較,第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),35,7.3二進制數(shù)字調制系統(tǒng)的性能比較位錯誤率,第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)頻帶寬度2ASK

8、系統(tǒng)和2PSK(2DPSK)系統(tǒng)的頻帶寬度22因此,接收器總是在最佳判決語句限制狀態(tài)下運行。對于2ASK系統(tǒng),判決器的最佳判決語句限制與接收機輸入信號的范圍相關,對信道特性的變化敏感,性能最低。第39、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),例如,如果將發(fā)送的二進制信息設置為10101,并且代碼元速率為1000B載波頻率為2000Hz,則請分別繪制2ASK(OOK)、2PSK、2DPSK信號波形。2FSK信號的兩個頻率分別嘗試以1000Hz和2000Hz繪制波形。提供上述4茄子信號的帶寬和頻帶利用率。,提供上述4茄子信號的帶寬和頻帶利用率。、41、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),7-5問題2PSK傳輸系統(tǒng)的代碼元素速度為

9、1200B,載波頻率為2400Hz,數(shù)字信息為0100110繪制2PSK信號調制器原理圖,然后繪制2PSK信號的波形。42、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),從問題7-6發(fā)送的絕對代碼序列以2DPSK方式發(fā)送到0110110。已知的碼源波特率為2400B,載波頻率為2400Hz。在配置2DPSK信號調制器原理方框圖的情況下,以-碼逆轉換器方式解調,將每個時間點時間波形繪制為差分調整,繪制每個時間點波形,將第43、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、第44、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、第7-7題設置傳輸?shù)慕^對碼序列為01111。已知的代碼源波特率為1200B,載波頻率為1800Hz。繪制信號波形,顯示第、45、7章數(shù)字帶通傳輸

10、系統(tǒng)、(b) 7.4.2多珍珠波數(shù)移動密鑰控制(MFSK) 4FSK MFSK信號的帶寬:B=fM-f1 f中f1最小負載頻率fM最大負載頻率F單代碼元素的帶寬,51,7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),MFSK非干擾解調器原理塊圖表,52,7章數(shù)字帶通傳輸如果信息代碼為10011100,請嘗試繪制4FSK信號的時間波形圖。、53、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、7.4.3多進制密鑰移動密鑰控制(MPSK)基本原理(四進制示例)、54、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)K-均勻間隔的調制相位集通??梢詫懗蒑-2的整數(shù)平方。56、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),在下圖中,顯示了M=8時的K值示例。牙齒圖顯示,當發(fā)送信號的相位為1=0時,可以正

11、確接收的相位范圍在/8內。圖7-34 8PSK信號相位,第57章、第7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),將MPSK信號號元素表達式展開到表達式中間,將MPSK信號號元素ek(t)視為由正弦和馀弦兩個正交分量合成的信號,ak2 bk2=1。因此,帶寬等于MASK信號的帶寬。在“牙齒”部分下,主要以M=4為例,對4PSK進行進一步分析。58、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、正交移動密鑰控制(QPSK) 4PSK包含每個正交移動密鑰控制(QPSK)灰度(Gray)代碼4PSK信號的2位信息,活動ab表示兩個牙齒位。兩個位有四種茄子組合:00、01、10和11。與相位K的關系通常按照格雷碼的法則排列,如下表所示。59、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、QPSK信號編碼、60、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)、多位灰度代碼編碼方法:灰度代碼也稱為反射代碼。格雷碼的優(yōu)點是相鄰相位表示的兩個位只有一個位不同。由于相位誤差,誤解為相鄰相位的概率最大,因此這樣編碼僅發(fā)生比特碼的概率最大。第61、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),QPSK調制兩種茄子生成方法3360乘法電路方法,第62、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),代碼元字符串和轉換:第,63、7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),矢量圖:64,65,7章數(shù)字帶通系統(tǒng),選擇方法,66,7章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng),MDPSK解調原理塊圖表,67,7章數(shù)字帶通這里還以四進

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