数字调制系统学习教案.pptx

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1、会计学1数字数字(shz)调制系统调制系统第一页，共58页。正弦载波的三种(sn zhn)键控波形第2页/共58页第二页，共58页。1.1.1.1.二进制振幅键控（二进制振幅键控（二进制振幅键控（二进制振幅键控（2ASK2ASK2ASK2ASK）二进制数字振幅键控是数字调制中出二进制数字振幅键控是数字调制中出二进制数字振幅键控是数字调制中出二进制数字振幅键控是数字调制中出现最早的，也是最简单的，是研究其现最早的，也是最简单的，是研究其现最早的，也是最简单的，是研究其现最早的，也是最简单的，是研究其他他他他(qt)(qt)(qt)(qt)各种数字调制的基础。振幅各种数字调制的基础。振幅各种数字调

2、制的基础。振幅各种数字调制的基础。振幅键控，记作键控，记作键控，记作键控，记作ASKASKASKASK（Amplitude Shift Amplitude Shift Amplitude Shift Amplitude Shift KeyingKeyingKeyingKeying），或称为开关键控（通断键），或称为开关键控（通断键），或称为开关键控（通断键），或称为开关键控（通断键控），记作控），记作控），记作控），记作OOKOOKOOKOOK（On Off KeyingOn Off KeyingOn Off KeyingOn Off Keying）。）。）。）。二进制数字振幅键控通常记作二进

3、制数字振幅键控通常记作二进制数字振幅键控通常记作二进制数字振幅键控通常记作2ASK2ASK2ASK2ASK。第3页/共58页第三页，共58页。（1 1 1 1）2ASK 2ASK 2ASK 2ASK的调制方法的调制方法的调制方法的调制方法:一般说来，数字信号的调制方法一般说来，数字信号的调制方法一般说来，数字信号的调制方法一般说来，数字信号的调制方法有两种类型：有两种类型：有两种类型：有两种类型：利用利用利用利用(lyng)(lyng)(lyng)(lyng)模拟方法去实现模拟方法去实现模拟方法去实现模拟方法去实现数字调制，即把数字基带信号当数字调制，即把数字基带信号当数字调制，即把数字基带信

4、号当数字调制，即把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况来处理；作模拟信号的特殊情况来处理；作模拟信号的特殊情况来处理；作模拟信号的特殊情况来处理；利用利用利用利用(lyng)(lyng)(lyng)(lyng)数字信号的离散数字信号的离散数字信号的离散数字信号的离散值特点键控载波，从而实现数字值特点键控载波，从而实现数字值特点键控载波，从而实现数字值特点键控载波，从而实现数字调制。调制。调制。调制。第4页/共58页第四页，共58页。n n2ASK2ASK信号信号(xnho)(xnho)的表达式和的表达式和波形：波形：第5页/共58页第五页，共58页。（2 2 2 2）2ASK 2ASK 2ASK

5、 2ASK的解调方法的解调方法的解调方法的解调方法:如同如同如同如同AMAMAMAM信号的解调方法一样，信号的解调方法一样，信号的解调方法一样，信号的解调方法一样，OOKOOKOOKOOK信号也有两种基本的解调方法：非信号也有两种基本的解调方法：非信号也有两种基本的解调方法：非信号也有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解相干解调（包络检波法）和相干解相干解调（包络检波法）和相干解相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。调（同步检测法）。调（同步检测法）。调（同步检测法）。包络检波法的原理方框图如图所示包络检波法的原理方框图如图所示包络检波法的原理方框图如图所示包络检波法

6、的原理方框图如图所示。带通滤波器恰好使。带通滤波器恰好使。带通滤波器恰好使。带通滤波器恰好使2ASK2ASK2ASK2ASK信号完整信号完整信号完整信号完整(wnzhng)(wnzhng)(wnzhng)(wnzhng)地通过，经包络检测后，地通过，经包络检测后，地通过，经包络检测后，地通过，经包络检测后，输出其包络。输出其包络。输出其包络。输出其包络。第6页/共58页第六页，共58页。2ASK2ASK信号信号(xnho)(xnho)的包络检波（非相干）的包络检波（非相干）第7页/共58页第七页，共58页。（3 3 3 3）2ASK 2ASK 2ASK 2ASK信号的功率谱及带宽信号的功率谱及

7、带宽信号的功率谱及带宽信号的功率谱及带宽(di kun):(di kun):(di kun):(di kun):下面分析二进制振幅键控信号的频下面分析二进制振幅键控信号的频下面分析二进制振幅键控信号的频下面分析二进制振幅键控信号的频谱。由于二进制振幅键控信号是随谱。由于二进制振幅键控信号是随谱。由于二进制振幅键控信号是随谱。由于二进制振幅键控信号是随机的、功率型的信号，故研究频谱机的、功率型的信号，故研究频谱机的、功率型的信号，故研究频谱机的、功率型的信号，故研究频谱特性时，应该讨论它的功率谱密度。特性时，应该讨论它的功率谱密度。特性时，应该讨论它的功率谱密度。特性时，应该讨论它的功率谱密度。

8、因为因为因为因为2ASK2ASK2ASK2ASK信号的功率谱密度信号的功率谱密度信号的功率谱密度信号的功率谱密度PEPEPEPE（f f f f）是相应的单极性数字基带）是相应的单极性数字基带）是相应的单极性数字基带）是相应的单极性数字基带信号功率谱密度信号功率谱密度信号功率谱密度信号功率谱密度PsPsPsPs（f f f f）形状不变）形状不变）形状不变）形状不变地平移至地平移至地平移至地平移至 f0 f0 f0 f0 处形成的，所以，处形成的，所以，处形成的，所以，处形成的，所以，2ASK2ASK2ASK2ASK信号的功率谱密度由连续谱和信号的功率谱密度由连续谱和信号的功率谱密度由连续谱和

9、信号的功率谱密度由连续谱和离散谱两部分组成。离散谱两部分组成。离散谱两部分组成。离散谱两部分组成。第8页/共58页第八页，共58页。2ASK信号的带宽B2ASK是单极性数字基带信号带宽fs的两倍。当数字基带信号的基本脉冲是矩形不归零脉冲时，fs=1/Ts。于是2ASK信号的带宽为B2ASK=2fs=2/Ts2ASK信号的主要优点是易于实现，其缺点(qudin)是抗干扰能力不强，主要应用在低速数据传输中。第9页/共58页第九页，共58页。练习练习(linx)设设设设发发发发送送送送的的的的二二二二进进进进制制制制信信信信息息息息(xnx)(xnx)(xnx)(xnx)为为为为1011000111

10、01100011101100011101100011，采采采采用用用用2ASK2ASK2ASK2ASK方方方方式式式式传传传传输输输输。已知码元传输速率为已知码元传输速率为已知码元传输速率为已知码元传输速率为1200B1200B1200B1200B，载波频率为，载波频率为，载波频率为，载波频率为2400Hz2400Hz2400Hz2400Hz。（1 1 1 1）试试试试构构构构成成成成一一一一种种种种2ASK2ASK2ASK2ASK信信信信号号号号调调调调制制制制器器器器原原原原理理理理框框框框图图图图，并并并并画画画画出出出出2ASK2ASK2ASK2ASK信信信信号号号号的的的的时间波形；

11、时间波形；时间波形；时间波形；（2 2 2 2）试画出）试画出）试画出）试画出2ASK2ASK2ASK2ASK信号频谱结构示意图，并计算其带宽。信号频谱结构示意图，并计算其带宽。信号频谱结构示意图，并计算其带宽。信号频谱结构示意图，并计算其带宽。第10页/共58页第十页，共58页。解解解解：（1 1 1 1）2ASK2ASK2ASK2ASK信信信信号号号号(xnho)(xnho)(xnho)(xnho)是是是是一一一一种种种种数数数数字字字字振振振振幅幅幅幅调调调调制制制制，已已已已调调调调信信信信号号号号(xnho)(xnho)(xnho)(xnho)的振幅随数字基带信号的振幅随数字基带信号

12、的振幅随数字基带信号的振幅随数字基带信号(xnho)(xnho)(xnho)(xnho)变化。变化。变化。变化。2ASK2ASK2ASK2ASK信信信信号号号号(xnho)(xnho)(xnho)(xnho)可可可可以以以以采采采采用用用用模模模模拟拟拟拟相相相相乘乘乘乘的的的的方方方方式式式式产产产产生生生生，如如如如图图图图(a)(a)(a)(a)。图图图图中中中中数数数数字基带信号字基带信号字基带信号字基带信号(xnho)s(t)(xnho)s(t)(xnho)s(t)(xnho)s(t)应是单极性不归零波形。应是单极性不归零波形。应是单极性不归零波形。应是单极性不归零波形。2ASK2A

13、SK2ASK2ASK信信信信号号号号(xnho)(xnho)(xnho)(xnho)也也也也可可可可以以以以采采采采用用用用数数数数字字字字键键键键控控控控的的的的方方方方式式式式产产产产生生生生，通通通通过过过过开开开开关关关关的的的的接接接接通和接地来产生通和接地来产生通和接地来产生通和接地来产生2ASK2ASK2ASK2ASK信号信号信号信号(xnho)(xnho)(xnho)(xnho)，如图，如图，如图，如图(b)(b)(b)(b)所示。所示。所示。所示。第11页/共58页第十一页，共58页。n n根据题中已知条件，码元传输速率为根据题中已知条件，码元传输速率为根据题中已知条件，码元

14、传输速率为根据题中已知条件，码元传输速率为1200B1200B1200B1200B，载波频率为，载波频率为，载波频率为，载波频率为2400Hz2400Hz2400Hz2400Hz。因此，在。因此，在。因此，在。因此，在2ASK2ASK2ASK2ASK信号的时间波形中，每个码元时信号的时间波形中，每个码元时信号的时间波形中，每个码元时信号的时间波形中，每个码元时间内共有两个间内共有两个间内共有两个间内共有两个(lin)(lin)(lin)(lin)周期的载波。数字基带信号周期的载波。数字基带信号周期的载波。数字基带信号周期的载波。数字基带信号s(t)s(t)s(t)s(t)和和和和2ASK2AS

15、K2ASK2ASK信号的时间波形如图。信号的时间波形如图。信号的时间波形如图。信号的时间波形如图。第12页/共58页第十二页，共58页。（2 2 2 2）2ASK2ASK2ASK2ASK信号是一种双边带调制信号，其功率谱结构是将数信号是一种双边带调制信号，其功率谱结构是将数信号是一种双边带调制信号，其功率谱结构是将数信号是一种双边带调制信号，其功率谱结构是将数字基带信号的功率谱线性搬移到载频位置。字基带信号的功率谱线性搬移到载频位置。字基带信号的功率谱线性搬移到载频位置。字基带信号的功率谱线性搬移到载频位置。2ASK2ASK2ASK2ASK信号功率谱密度结构示意图如图。其由离散谱和连续谱信号功

16、率谱密度结构示意图如图。其由离散谱和连续谱信号功率谱密度结构示意图如图。其由离散谱和连续谱信号功率谱密度结构示意图如图。其由离散谱和连续谱两部分组成。离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号两部分组成。离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号两部分组成。离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号两部分组成。离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号s(t)s(t)s(t)s(t)波形波形波形波形(b xn)(b xn)(b xn)(b xn)确定。确定。确定。确定。2ASK2ASK2ASK2ASK信号的功率谱分布在整个频率范围，若以功率主瓣宽度信号的功率谱分布在整个频率范围，若以功率主瓣宽度信号的功率谱分

17、布在整个频率范围，若以功率主瓣宽度信号的功率谱分布在整个频率范围，若以功率主瓣宽度计算带宽，则计算带宽，则计算带宽，则计算带宽，则2ASK2ASK2ASK2ASK信号带宽信号带宽信号带宽信号带宽B2ASKB2ASKB2ASKB2ASK为为为为 c=2400Hzc=2400Hzc=2400Hzc=2400Hz，s=1/Ts=1200Bs=1/Ts=1200Bs=1/Ts=1200Bs=1/Ts=1200B。B2ASK=2B2ASK=2B2ASK=2B2ASK=2 S=21200=2400 (Hz)S=21200=2400 (Hz)S=21200=2400 (Hz)S=21200=2400 (Hz

18、)第13页/共58页第十三页，共58页。2.2.2.2.二进制频移键控（二进制频移键控（二进制频移键控（二进制频移键控（2FSK2FSK2FSK2FSK）数字频率数字频率数字频率数字频率(pnl)(pnl)(pnl)(pnl)调制又称频移键控，记作调制又称频移键控，记作调制又称频移键控，记作调制又称频移键控，记作FSKFSKFSKFSK（Frequency Shift KeyingFrequency Shift KeyingFrequency Shift KeyingFrequency Shift Keying），二进制频），二进制频），二进制频），二进制频移键控记作移键控记作移键控记作移键控

19、记作2FSK2FSK2FSK2FSK。第14页/共58页第十四页，共58页。（1 1 1 1）2FSK 2FSK 2FSK 2FSK信号的调制方法：信号的调制方法：信号的调制方法：信号的调制方法：前面已提到，前面已提到，前面已提到，前面已提到，2FSK2FSK2FSK2FSK信号可以采信号可以采信号可以采信号可以采用模拟调频法和数字键控法来产生。用模拟调频法和数字键控法来产生。用模拟调频法和数字键控法来产生。用模拟调频法和数字键控法来产生。模拟调频法：用数字基带矩形脉冲控模拟调频法：用数字基带矩形脉冲控模拟调频法：用数字基带矩形脉冲控模拟调频法：用数字基带矩形脉冲控制一个振荡器的某些参数（例如

20、电制一个振荡器的某些参数（例如电制一个振荡器的某些参数（例如电制一个振荡器的某些参数（例如电容容容容C C C C），可直接改变振荡频率），可直接改变振荡频率），可直接改变振荡频率），可直接改变振荡频率(pnl)(pnl)(pnl)(pnl)，使输出得到不同频率，使输出得到不同频率，使输出得到不同频率，使输出得到不同频率(pnl)(pnl)(pnl)(pnl)的已调信号。的已调信号。的已调信号。的已调信号。数字键控法：它是用数字矩形脉冲控数字键控法：它是用数字矩形脉冲控数字键控法：它是用数字矩形脉冲控数字键控法：它是用数字矩形脉冲控制电子开关，使电子开关在两个独制电子开关，使电子开关在两个独制

21、电子开关，使电子开关在两个独制电子开关，使电子开关在两个独立的振荡器之间进行转换，从而在立的振荡器之间进行转换，从而在立的振荡器之间进行转换，从而在立的振荡器之间进行转换，从而在输出端得到不同频率输出端得到不同频率输出端得到不同频率输出端得到不同频率(pnl)(pnl)(pnl)(pnl)的已调的已调的已调的已调信号。信号。信号。信号。第15页/共58页第十五页，共58页。2FSK2FSK2FSK2FSK的表达式和波形的表达式和波形的表达式和波形的表达式和波形(b xn)(b xn)(b xn)(b xn)：第16页/共58页第十六页，共58页。（2 2 2 2）2FSK 2FSK 2FSK

22、2FSK信号的解调信号的解调信号的解调信号的解调二进制频移键控信号的解调方法很二进制频移键控信号的解调方法很二进制频移键控信号的解调方法很二进制频移键控信号的解调方法很多，常采用非相干检测法（包络检多，常采用非相干检测法（包络检多，常采用非相干检测法（包络检多，常采用非相干检测法（包络检测法）和相干检测法（同步测法）和相干检测法（同步测法）和相干检测法（同步测法）和相干检测法（同步(tngb)(tngb)(tngb)(tngb)检波法），还有过零检测检波法），还有过零检测检波法），还有过零检测检波法），还有过零检测法、差分检波法等。法、差分检波法等。法、差分检波法等。法、差分检波法等。第17页

23、/共58页第十七页，共58页。包络检测法包络检测法包络检测法包络检测法2FSK2FSK2FSK2FSK信号的包络检测方框图及波形图如图所示。信号的包络检测方框图及波形图如图所示。信号的包络检测方框图及波形图如图所示。信号的包络检测方框图及波形图如图所示。用两个用两个用两个用两个(lin)(lin)(lin)(lin)窄带的分路滤波器分别滤出频率为窄带的分路滤波器分别滤出频率为窄带的分路滤波器分别滤出频率为窄带的分路滤波器分别滤出频率为f1f1f1f1及及及及f2f2f2f2的的的的高频脉冲，经包络检测后分别取出它们的包络。高频脉冲，经包络检测后分别取出它们的包络。高频脉冲，经包络检测后分别取出

24、它们的包络。高频脉冲，经包络检测后分别取出它们的包络。第18页/共58页第十八页，共58页。同步同步同步同步(tngb)(tngb)(tngb)(tngb)检波法检波法检波法检波法2FSK2FSK2FSK2FSK信号的同步信号的同步信号的同步信号的同步(tngb)(tngb)(tngb)(tngb)检波原理方框图如检波原理方框图如检波原理方框图如检波原理方框图如图所示。图所示。图所示。图所示。第19页/共58页第十九页，共58页。（3 3 3 3）2FSK 2FSK 2FSK 2FSK信号的功率谱及带宽信号的功率谱及带宽信号的功率谱及带宽信号的功率谱及带宽可知，二进制频移键控已调信号可可知，二

25、进制频移键控已调信号可可知，二进制频移键控已调信号可可知，二进制频移键控已调信号可以看成是两个不同载频的幅度以看成是两个不同载频的幅度以看成是两个不同载频的幅度以看成是两个不同载频的幅度(fd)(fd)(fd)(fd)键控已调信号之和，由此可键控已调信号之和，由此可键控已调信号之和，由此可键控已调信号之和，由此可求得它的功率谱密度。求得它的功率谱密度。求得它的功率谱密度。求得它的功率谱密度。第20页/共58页第二十页，共58页。设发送的二进制信息为，采用设发送的二进制信息为，采用2FSK2FSK方式传输。已方式传输。已知码元传输速率为知码元传输速率为1000B1000B，“1”“1”码元的载波

26、频率码元的载波频率(pnl)(pnl)为为3000Hz3000Hz，“0”“0”码元的载波频率码元的载波频率(pnl)(pnl)为为2000Hz2000Hz。（1 1）试构成一种）试构成一种2FSK2FSK信号调制器原理框图，并计算信号调制器原理框图，并计算其带宽。其带宽。（2 2）试画出）试画出2FSK2FSK信号频谱结构示意图，并计算其带信号频谱结构示意图，并计算其带宽。宽。练习练习(linx)第21页/共58页第二十一页，共58页。解解解解：（1 1 1 1）2FSK2FSK2FSK2FSK信信信信号号号号是是是是一一一一种种种种数数数数字字字字频频频频率率率率调调调调制制制制信信信信号

27、号号号，已已已已调调调调信信信信号号号号的的的的频频频频率率率率随随随随数数数数字字字字基基基基带带带带信信信信号号号号变变变变化化化化。2FSK2FSK2FSK2FSK信信信信号号号号采采采采用用用用数数数数字字字字键键键键控控控控的的的的方方方方式式式式产产产产生生生生。由由由由数数数数字字字字基基基基带带带带信信信信号号号号控控控控制制制制选选选选通通通通开开开开关关关关选选选选择择择择两两两两个个个个载载载载波波波波(zib)(zib)(zib)(zib)频频频频率率率率之之之之一一一一输输输输出出出出产产产产生生生生2FSK2FSK2FSK2FSK信号，其调制器原理框图：信号，其调制

28、器原理框图：信号，其调制器原理框图：信号，其调制器原理框图：第22页/共58页第二十二页，共58页。n n根据根据根据根据(gnj)(gnj)(gnj)(gnj)题中已知条件，码元传输速率为题中已知条件，码元传输速率为题中已知条件，码元传输速率为题中已知条件，码元传输速率为1000B1000B1000B1000B，“1”“1”“1”“1”码元码元码元码元的载波频率为的载波频率为的载波频率为的载波频率为3000Hz3000Hz3000Hz3000Hz，“0”“0”“0”“0”码元的载波频率为码元的载波频率为码元的载波频率为码元的载波频率为2000Hz2000Hz2000Hz2000Hz。因此，。

29、因此，。因此，。因此，在在在在2FSK2FSK2FSK2FSK信号的时间波形中，每个信号的时间波形中，每个信号的时间波形中，每个信号的时间波形中，每个“1”“1”“1”“1”码元时间内共有码元时间内共有码元时间内共有码元时间内共有3 3 3 3个周期个周期个周期个周期的载波，每个的载波，每个的载波，每个的载波，每个“0”“0”“0”“0”码元时间内共有两个周期的载波。码元时间内共有两个周期的载波。码元时间内共有两个周期的载波。码元时间内共有两个周期的载波。n n 数字基带信号数字基带信号数字基带信号数字基带信号s(t)s(t)s(t)s(t)和和和和2FSK2FSK2FSK2FSK信号的时间波

30、形如图：信号的时间波形如图：信号的时间波形如图：信号的时间波形如图：第23页/共58页第二十三页，共58页。n n（2 2 2 2）2FSK2FSK2FSK2FSK信号是一种非线性调制信号，其功率谱结构可以近似信号是一种非线性调制信号，其功率谱结构可以近似信号是一种非线性调制信号，其功率谱结构可以近似信号是一种非线性调制信号，其功率谱结构可以近似看成是两个看成是两个看成是两个看成是两个2ASK2ASK2ASK2ASK信号频谱的叠加。信号频谱的叠加。信号频谱的叠加。信号频谱的叠加。n n由题已知：由题已知：由题已知：由题已知：1=3000Hz1=3000Hz1=3000Hz1=3000Hz，2=

31、2000Hz2=2000Hz2=2000Hz2=2000Hz，s=1/Ts=1000Bs=1/Ts=1000Bs=1/Ts=1000Bs=1/Ts=1000B。码元传。码元传。码元传。码元传输速率为输速率为输速率为输速率为1000B1000B1000B1000B，1 1 1 1和和和和 2 2 2 2两上载波频差为两上载波频差为两上载波频差为两上载波频差为1000Hz1000Hz1000Hz1000Hz，因此，因此，因此，因此2FSK2FSK2FSK2FSK信信信信号功率谱有一部分重叠；号功率谱有一部分重叠；号功率谱有一部分重叠；号功率谱有一部分重叠；n n其结构示意图如下其结构示意图如下其结

32、构示意图如下其结构示意图如下(rxi)(rxi)(rxi)(rxi)。离散谱由载波分量。离散谱由载波分量。离散谱由载波分量。离散谱由载波分量 1 1 1 1和和和和 2 2 2 2确定，连确定，连确定，连确定，连续谱由两个载波频率之差和基带信号续谱由两个载波频率之差和基带信号续谱由两个载波频率之差和基带信号续谱由两个载波频率之差和基带信号s(t)s(t)s(t)s(t)的波形确定。的波形确定。的波形确定。的波形确定。第24页/共58页第二十四页，共58页。n n由由由由图图图图，2FSK2FSK2FSK2FSK信信信信号号号号的的的的功功功功率率率率谱谱谱谱分分分分布布布布在在在在整整整整个个

33、个个频频频频率率率率(pnl)(pnl)(pnl)(pnl)范范范范围围围围，若若若若以以以以功功功功率谱主瓣宽度计算带宽，则率谱主瓣宽度计算带宽，则率谱主瓣宽度计算带宽，则率谱主瓣宽度计算带宽，则2FSK2FSK2FSK2FSK信号带宽信号带宽信号带宽信号带宽B2FSKB2FSKB2FSKB2FSK为为为为n nB2FSK B2FSK B2FSK B2FSK=|2 2 2 2-1|1|1|1|+2+2+2+2 S S S S=30002000+21000 30002000+21000 30002000+21000 30002000+21000 =3000 (Hz)3000 (Hz)3000

34、(Hz)3000 (Hz)n n以上分析可以看到：以上分析可以看到：以上分析可以看到：以上分析可以看到：n n第第第第一一一一，2FSK2FSK2FSK2FSK信信信信号号号号的的的的功功功功率率率率谱谱谱谱同同同同样样样样有有有有连连连连续续续续谱谱谱谱和和和和离离离离散散散散谱谱谱谱组组组组成成成成。其其其其中中中中，连连连连续续续续谱谱谱谱由由由由两两两两个个个个双双双双边边边边谱谱谱谱叠叠叠叠加加加加而而而而成成成成，而而而而离离离离散散散散谱谱谱谱出出出出现现现现在在在在两两两两个个个个载载载载频频频频位位位位置置置置上；上；上；上；n n第第第第二二二二，若若若若两两两两个个个个载

35、载载载频频频频之之之之差差差差较较较较小小小小，比比比比如如如如小小小小于于于于等等等等于于于于 S S S S，则则则则连连连连续续续续谱谱谱谱出出出出现现现现单峰；若两个载频之差逐步增大，则连续谱将出现双峰。单峰；若两个载频之差逐步增大，则连续谱将出现双峰。单峰；若两个载频之差逐步增大，则连续谱将出现双峰。单峰；若两个载频之差逐步增大，则连续谱将出现双峰。第25页/共58页第二十五页，共58页。3.3.二进制相移键控及二进制差分相位键控二进制相移键控及二进制差分相位键控（2PSK2PSK及及2DPSK2DPSK）（1 1）绝对移相和相对移相的概念绝对移相和相对移相的概念 绝对移相（绝对移相

36、（2PSK2PSK）二进制移相键控中，载波的相位随数字二进制移相键控中，载波的相位随数字基带信号基带信号(xnho)1(xnho)1或或0 0而改变。这种以载波的不而改变。这种以载波的不同相位直接去表示相应数字信息的方式，通常被同相位直接去表示相应数字信息的方式，通常被称为绝对移相。称为绝对移相。例如：用相位例如：用相位0 0表示数字信号表示数字信号(xnho)“0”(xnho)“0”，用相位用相位表示数字信号表示数字信号(xnho)“1”(xnho)“1”。则已调。则已调信号信号(xnho)(xnho)可表示为：可表示为：第26页/共58页第二十六页，共58页。2PSK2PSK及及2DPSK

37、2DPSK信号信号(xnho)(xnho)的波形的波形第27页/共58页第二十七页，共58页。什么什么什么什么(shn me)(shn me)是是是是2PSK2PSK方式的方式的方式的方式的“倒倒倒倒”现象或现象或现象或现象或“反向反向反向反向工作工作工作工作”现象？现象？现象？现象？n n 当采用绝对移相方式时，由于发送端是以某一个相位作基当采用绝对移相方式时，由于发送端是以某一个相位作基当采用绝对移相方式时，由于发送端是以某一个相位作基当采用绝对移相方式时，由于发送端是以某一个相位作基准的，因而在接收系统准的，因而在接收系统准的，因而在接收系统准的，因而在接收系统(xt(xt ng)ng)

38、中也必须有这样一个固定基准中也必须有这样一个固定基准中也必须有这样一个固定基准中也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信相位作参考。如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信相位作参考。如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信相位作参考。如果这个参考相位发生变化，则恢复的数字信息就会发生息就会发生息就会发生息就会发生0 0变为变为变为变为1 1或或或或1 1变为变为变为变为0 0，从而造成错误的恢复。这种现象，从而造成错误的恢复。这种现象，从而造成错误的恢复。这种现象，从而造成错误的恢复。这种现象常称为常称为常称为常称为2PSK2PSK方式的方式的方式的方式的

39、“倒倒倒倒”现象。现象。现象。现象。n n 实际通信时，参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在实际通信时，参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在实际通信时，参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在实际通信时，参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在通信过程中不易被发觉。比如：通信过程中不易被发觉。比如：通信过程中不易被发觉。比如：通信过程中不易被发觉。比如：n n系统系统系统系统(xt(xt ng)ng)分频器可能发生状态转移；分频器可能发生状态转移；分频器可能发生状态转移；分频器可能发生状态转移；n n锁相环路的不稳定；锁相环路的不稳定；锁相环路的不稳定；锁相环路的不稳定；n n某种突然的骚动；

40、某种突然的骚动；某种突然的骚动；某种突然的骚动；n n结论：实际系统结论：实际系统结论：实际系统结论：实际系统(xt(xt ng)ng)中，一般不采用中，一般不采用中，一般不采用中，一般不采用2PSK2PSK，而采用，而采用，而采用，而采用2DPSK2DPSK。第28页/共58页第二十八页，共58页。相对移相（相对移相（相对移相（相对移相（2DPSK2DPSK2DPSK2DPSK）差分相位键控差分相位键控差分相位键控差分相位键控2DPSK2DPSK2DPSK2DPSK方式是利用前后相邻码元的相对载波相位的方式是利用前后相邻码元的相对载波相位的方式是利用前后相邻码元的相对载波相位的方式是利用前后

41、相邻码元的相对载波相位的变化来表示数字信息的一种方式。变化来表示数字信息的一种方式。变化来表示数字信息的一种方式。变化来表示数字信息的一种方式。由图可以看出，由图可以看出，由图可以看出，由图可以看出，2DPSK2DPSK2DPSK2DPSK的波形与的波形与的波形与的波形与2PSK2PSK2PSK2PSK的不同，的不同，的不同，的不同，2DPSK2DPSK2DPSK2DPSK波形的同一波形的同一波形的同一波形的同一(tngy)(tngy)(tngy)(tngy)相位并不对应相同的数相位并不对应相同的数相位并不对应相同的数相位并不对应相同的数字信息符号，而前后码元相对相位的差值才惟一字信息符号，而

42、前后码元相对相位的差值才惟一字信息符号，而前后码元相对相位的差值才惟一字信息符号，而前后码元相对相位的差值才惟一决定信息符号。决定信息符号。决定信息符号。决定信息符号。假设前后相邻码元的载波相位差为假设前后相邻码元的载波相位差为假设前后相邻码元的载波相位差为假设前后相邻码元的载波相位差为，那么，可，那么，可，那么，可，那么，可定义一种数字信息与定义一种数字信息与定义一种数字信息与定义一种数字信息与之间的关系为：之间的关系为：之间的关系为：之间的关系为：=0 =0 =0 =0，表示数字信息表示数字信息表示数字信息表示数字信息“0”“0”“0”“0”，表示数字信息表示数字信息表示数字信息表示数字信

43、息“1”“1”“1”“1”则一组二进制数字信息与其对应的则一组二进制数字信息与其对应的则一组二进制数字信息与其对应的则一组二进制数字信息与其对应的2DPSK2DPSK2DPSK2DPSK信号的载波信号的载波信号的载波信号的载波相位关系如相位关系如相位关系如相位关系如下表所示下表所示下表所示下表所示二进制数字信息：二进制数字信息：二进制数字信息：二进制数字信息：1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 02DPSK2DPSK2DPSK2DPSK信号相位：信号相位：信号相位：信号相位：

44、0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0或或或或 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 第29页/共58页第二十九页，共58页。书中，采用(ciyng)的规则：相位0表示数字信号“1”，用相位表示数字信号“0”。第30页/共58页第三十页，共58页。（2 2 2 2）2PSK 2PSK 2PSK 2PSK和和和和2DPSK2DPSK2DPSK2DPSK信号的调制信号的调制信号的调制信号的调制模拟调相法：原理框图如图所示，码变换器模拟调相法：原理框图如图所示，码变换器模拟调相法：原理框图如图所示，码变

45、换器模拟调相法：原理框图如图所示，码变换器（即差分编码器）是用来完成（即差分编码器）是用来完成（即差分编码器）是用来完成（即差分编码器）是用来完成(wn chng)(wn chng)(wn chng)(wn chng)绝对码波形到相对码波形变换的，去掉码变绝对码波形到相对码波形变换的，去掉码变绝对码波形到相对码波形变换的，去掉码变绝对码波形到相对码波形变换的，去掉码变换器，则可进行换器，则可进行换器，则可进行换器，则可进行2PSK2PSK2PSK2PSK信号的调制。信号的调制。信号的调制。信号的调制。第31页/共58页第三十一页，共58页。（3 3 3 3）2PSK 2PSK 2PSK 2PS

46、K和和和和2DPSK2DPSK2DPSK2DPSK信号的解调信号的解调信号的解调信号的解调(ji(ji(ji(ji dio)dio)dio)dio)2PSK 2PSK 2PSK 2PSK信号的解调信号的解调信号的解调信号的解调(ji dio)(ji dio)(ji dio)(ji dio)相干解调相干解调相干解调相干解调(ji(ji(ji(ji dio)dio)dio)dio)（极性比较法）（极性比较法）（极性比较法）（极性比较法）2PSK2PSK2PSK2PSK信号的解调信号的解调信号的解调信号的解调(ji dio)(ji dio)(ji dio)(ji dio)只能采用只能采用只能采用只能

47、采用相干解调相干解调相干解调相干解调(ji dio)(ji dio)(ji dio)(ji dio)的方法，其方的方法，其方的方法，其方的方法，其方框图及波形如图所示。框图及波形如图所示。框图及波形如图所示。框图及波形如图所示。第32页/共58页第三十二页，共58页。n n 2DPSK 2DPSK 2DPSK 2DPSK信号的解调信号的解调信号的解调信号的解调n n极性比较法和差分相干检测极性比较法和差分相干检测极性比较法和差分相干检测极性比较法和差分相干检测法法法法n n 极性比较极性比较极性比较极性比较码变换法即是码变换法即是码变换法即是码变换法即是2PSK2PSK2PSK2PSK解调加解

48、调加解调加解调加差分译码，其方框图如（差分译码，其方框图如（差分译码，其方框图如（差分译码，其方框图如（a a a a）n n原理：原理：原理：原理：2DPSK2DPSK2DPSK2DPSK解调器将输入的解调器将输入的解调器将输入的解调器将输入的2DPSK2DPSK2DPSK2DPSK信号还信号还信号还信号还原成相对码原成相对码原成相对码原成相对码bnbnbnbn，再由差分译码器把，再由差分译码器把，再由差分译码器把，再由差分译码器把n n相对码转换成绝对码，输出相对码转换成绝对码，输出相对码转换成绝对码，输出相对码转换成绝对码，输出anananan，从而，从而，从而，从而(cng r)(cn

49、g r)(cng r)(cng r)恢复发送的信息。在次过程中，恢复发送的信息。在次过程中，恢复发送的信息。在次过程中，恢复发送的信息。在次过程中，若相干若相干若相干若相干n n载波产生载波产生载波产生载波产生1800180018001800模糊，会发生模糊，会发生模糊，会发生模糊，会发生“反向工作反向工作反向工作反向工作”现象。但是经过码反变换器后，输出的现象。但是经过码反变换器后，输出的现象。但是经过码反变换器后，输出的现象。但是经过码反变换器后，输出的n n绝对码不会发生任何倒置现象。绝对码不会发生任何倒置现象。绝对码不会发生任何倒置现象。绝对码不会发生任何倒置现象。第33页/共58页第

50、三十三页，共58页。n n差分相干检测法原理和优缺点：差分相干检测法原理和优缺点：差分相干检测法原理和优缺点：差分相干检测法原理和优缺点：n n原理：原理：原理：原理：n n 通过通过通过通过(tnggu)(tnggu)(tnggu)(tnggu)直接比较前后码元的相位差而构直接比较前后码元的相位差而构直接比较前后码元的相位差而构直接比较前后码元的相位差而构成的，又称为相位比较法解调。成的，又称为相位比较法解调。成的，又称为相位比较法解调。成的，又称为相位比较法解调。n n优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：n n1 1 1 1、由于此时的解调已完成码变换作用，故无需另加码、由于此时的解调已完成码