第3章第1讲 调制解调.ppt

3.1.1 数字相位调制 一 、二进制相移键控 二进制相移键控是利用载波振荡的相位变化来传递消息，它分为绝对调相和相对调相两种方式。绝对调相利用载波初相位的绝对值（即固定的某一相位）来表示数字信号。例如，“1”码用载波的0相位表示，“0”码用载波的 相位表示，当然也可以相反用之。记为PSK。 3.1.1 数字相位调制 1 、二进制相移键控 相对调相则是利用相邻码元载波相位的相对变化来表示数字信号。相对调相指本码元载波初相与前一码元载波终相的相位差。例如，“1”码载波相位变化 ，即与前一码元载波终相差 ，“0”码载波相位不变化，即与前一码元载波终相相同。相对调相又称为差分调相，记为DPSK。 极性变换 BPF {an} (a) 2PSK信号调制模型 (b) 2DPSK信号调制模型 极性变换 BPF {an} 差分编码 极性变换 BPF {an} (a) 2PSK信号调制模型 (b) 2DPSK信号调制模型 极性变换 BPF {an} 差分编码 (c) 波形 式中， 是双极性不归零二进制数字序列，即an =1或-1。 该PSK信号时间波形表达式为： 由于假定信号是等概率出现的双极性NRZ码，所以不存在直流成分，其功率谱为连续谱，无离散谱，其带宽 与ASK相同，B=2fc=2/Tc如图3-4所示。 1．2PSK的频谱和带宽 图3-4 2PSK信号的功率谱密度 2．2PSK解调 2PSK信号具有恒定的包络，因而不能采用包络解调器解调，接收端一般采用相干解调，其相干解调系统模型如图3-5所示。 图3-5 2PSK的相干解调框图 当 到来时，乘法器的输出为： 此时，LPF滤除 的项，输出为 此时，LPF滤除 的项，输出为 当 到来时，乘法器的输出为： 抽样判决器在时钟控制下对LPF的输出进行采用判决，便可以恢复原数据序列。判决准则为：采样值大于0，判为“1”，采样值小于0，判为“0”。 “倒 ”现象 2PSK采用想干解调方法解调，如果本地载波与发送载波不同相，即存在相位误差，则会造成错误判决，这种现象称为“倒 ”现象。因而2PSK信号容易产生误码，所以实际中2PSK信号不常被采用。 3、2DPSK差分相干解调 用多进制数字基带信号去调制载波的振幅、频率和相位，称为多进制数字调制。分为多进制数字振幅调制、多进制数字频率调制以及多进制数字相位调制三种基本方式。 二、 四相相移键控 多进制数字调制系统的特点 在相同的码元传输速率下（此时多元频带调制信号占用与二元信号相等带宽 ，多进制数字调制系统的信息传输速率高于二进制数字调制系统,因此提高了信道带宽利用率。 在相同的信息传输速率下，多进制数字调制系统的码元传输速率低于二进制数字调制系统 多进制数字调制系统的抗噪声性能低于二进制数字调制系统。 多进制数字相位调制的原理 多进制数字相位调制，它是利用载波的多种不同相位（或相位差）来表征数字信息的调制方式。 用M种相位 来表k比特码元的 种状态。假设相位数 ， 比特码元的持续时间为 。则M相调制波可以表示为 式中， 为受调相位，可有 种不同取值； 下面主要讨论四相绝对相移调制，记为4PSK或QPSK和四相相对相移调制，记为4DPSK或QDPSK。 四相绝对相移键控QPSK 四进制码元又称为双比特码元。它的前一信息用a代表，后一信息比特称用b代表，双比特码元中两个信息比特ab提出按照格雷码（即反射码）排列的。它与载波相位的关系如下表示。矢量图如下。 双比特码元 载波相位 （ k j ） a b A 方式 B 方式 0 0 0 o 45 o 0 1 90 o 135 o 1 1 180 o 225 o 1 0 270 o 315 o 00 11 参考相位 01 10 参考相位 00 01 11 10 QPSK信号的产生 调相法（B方式） 注：串/并输入信号码速率等于 ,输出信号码速率等于 ，a支路和b支路信号的码元宽度为 ， 为二进制信号码元宽度。 串/并 变换 平衡 调制器 平衡 调制器 载波 振荡 相加 移相 2 p - 输入 同向支路a 正交支路b t c w cos t c w sin 输出 (a) (b) b(1) b(0) a(0) a(1) (1,1) (1,0)) (0,0) (0,1) 1 1 0 1 0 0 1 0 ab cosωct -cosωct