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1、会计学1北邮通信原理课件北邮通信原理课件(第第10章章)6.1 6.1 引言引言引言引言n n 第1页/共116页第2页/共116页 6.2 6.2二进制数字调制原理二进制数字调制原理二进制数字调制原理二进制数字调制原理第3页/共116页二进制幅移键控（二进制幅移键控（二进制幅移键控（二进制幅移键控（2ASK2ASK）第4页/共116页图图图图6-1 2ASK6-1 2ASK信号时间波形信号时间波形信号时间波形信号时间波形第5页/共116页图图图图6-2 2ASK6-2 2ASK信号的产生信号的产生信号的产生信号的产生（a）模拟调制法 （b）键控法第6页/共116页第7页/共116页图图图图6
2、-3 2ASK6-3 2ASK信号的功率谱信号的功率谱信号的功率谱信号的功率谱n n2ASK2ASK信号的功率谱如图信号的功率谱如图6-36-3所示，图所示，图6-36-3（a a）是调制信）是调制信号的功率谱，图号的功率谱，图6-36-3（b b）是已调信号的功率谱。）是已调信号的功率谱。第8页/共116页第9页/共116页n n4、2ASK信号的解调n n2ASK信号的解调可以采用非相干解调（包络检波）和相干解调两种方式来实现。如图6-4和图6-5所示。图图图图6-4 6-4（a a）原理框图）原理框图）原理框图）原理框图第10页/共116页图图图图6-4 6-4（b b）各点波形图）各点
3、波形图）各点波形图）各点波形图 第11页/共116页6-56-5（a a）原理框图）原理框图）原理框图）原理框图第12页/共116页图图图图6-5 6-5（b b）各点波形图）各点波形图）各点波形图）各点波形图第13页/共116页二进制频移键控（二进制频移键控（二进制频移键控（二进制频移键控（2FSK2FSK）第14页/共116页第15页/共116页2 2、2FSK2FSK信号的产生信号的产生信号的产生信号的产生n n通常2FSK信号可以由两种电路实现。图图6-7 2FSK信号的产生信号的产生（a）模拟调频法 （b）键控法 第16页/共116页3 3、2FSK2FSK信号的功率谱及带宽信号的功
4、率谱及带宽信号的功率谱及带宽信号的功率谱及带宽第17页/共116页图图图图6-8 2FSK6-8 2FSK信号的功率谱信号的功率谱信号的功率谱信号的功率谱第18页/共116页第19页/共116页4 4、2FSK2FSK信号的解调信号的解调信号的解调信号的解调n n2FSK的解调也可以分为非相干（包络检波）和相干解调，分别如图6-9和图6-10所示，其原理和2ASK解调时相同，只是这里使用两套电路。第20页/共116页图图图图6-9 2FSK6-9 2FSK包络检波方框图包络检波方框图包络检波方框图包络检波方框图第21页/共116页图图图图6-10 2FSK6-10 2FSK相干解调方框图相干解
5、调方框图相干解调方框图相干解调方框图第22页/共116页n n2FSK2FSK另外一种常用而简便的解调方法是过零检波解调法，其解调另外一种常用而简便的解调方法是过零检波解调法，其解调原理框图及各点时间波形如图原理框图及各点时间波形如图6-116-11（a a）和（）和（b b）所示。其基本原理）所示。其基本原理是：二进制移频键控信号的过零点数随载波频率不同而异，通过是：二进制移频键控信号的过零点数随载波频率不同而异，通过检测过零点数从而得到频率的变化。在图检测过零点数从而得到频率的变化。在图6-116-11中，输入信号经过限中，输入信号经过限幅后产生矩形波，经微分、整流、脉冲波形成形后得到与频
6、率变幅后产生矩形波，经微分、整流、脉冲波形成形后得到与频率变化相关的矩形脉冲波，再经低通滤波器滤除高次谐波，便恢复出化相关的矩形脉冲波，再经低通滤波器滤除高次谐波，便恢复出与原数字信号对应的数字基带信号。与原数字信号对应的数字基带信号。第23页/共116页图图图图6-11 2FSK6-11 2FSK信号的过零检测法信号的过零检测法信号的过零检测法信号的过零检测法第24页/共116页二进制相移键控（二进制相移键控（二进制相移键控（二进制相移键控（2PSK2PSK）和）和）和）和二进制差分移相键控（二进制差分移相键控（二进制差分移相键控（二进制差分移相键控（2DPSK2DPSK）n n相移键控是利
7、用载波相位的变化来传递数字信息，通常可以分为绝对相移键控（2PSK）和相对相移键控（2DPSK）两种方式，下面分别讨论。第25页/共116页1 1、二进制绝对相移键控（、二进制绝对相移键控（、二进制绝对相移键控（、二进制绝对相移键控（2PSK2PSK）第26页/共116页第27页/共116页图图图图6-12 2PSK6-12 2PSK波形波形波形波形n n2PSK2PSK信号的典型时间波形如图信号的典型时间波形如图6-126-12所示，图中所示，图中所有数字信号所有数字信号“1 1”码对应载波信号的相位，码对应载波信号的相位，而而“0 0”码对应载波信号的码对应载波信号的0 0相位（也可以反之
8、）相位（也可以反之）。第28页/共116页图图图图6-13 2PSK6-13 2PSK的实现方式的实现方式的实现方式的实现方式n n2PSK2PSK信号可以采用两种方法实现。一种是如图信号可以采用两种方法实现。一种是如图6-6-1313（a a）所示的模拟调制法，二进制数字序列经码型变）所示的模拟调制法，二进制数字序列经码型变换，由单极性码形成幅度为的双极性不归零码，与载换，由单极性码形成幅度为的双极性不归零码，与载波相乘而产生波相乘而产生2PSK2PSK信号。另一种是如图信号。另一种是如图6-136-13（b b）所）所示的键控法。示的键控法。第29页/共116页第30页/共116页第31页
9、/共116页6-146-14（a a）原理框图）原理框图）原理框图）原理框图n n2PSK信号的解调一般采用相干解调。2PSK相干解调原理框图和各点波形分别如图6-14（a）和（b）所示。第32页/共116页图图图图6-14 6-14（b b）各点波形）各点波形）各点波形）各点波形 第33页/共116页2 2、二进制相对移相键控（、二进制相对移相键控（、二进制相对移相键控（、二进制相对移相键控（2DPSK2DPSK）第34页/共116页第35页/共116页图图图图6-15 2DPSK6-15 2DPSK的波形的波形的波形的波形第36页/共116页第37页/共116页第38页/共116页图图图图
10、6-17 2DPSK6-17 2DPSK的相干解调的相干解调的相干解调的相干解调第39页/共116页第40页/共116页图图图图6-18 2DPSK6-18 2DPSK的差分相干解调的差分相干解调的差分相干解调的差分相干解调第41页/共116页第42页/共116页第43页/共116页第44页/共116页6.3 6.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能二进制数字调制系统的抗噪声性能二进制数字调制系统的抗噪声性能二进制数字调制系统的抗噪声性能第45页/共116页的抗噪声性能的抗噪声性能的抗噪声性能的抗噪声性能第46页/共116页图图图图6-19 2ASK6-19 2ASK相干解调和非相干解调模型相干
11、解调和非相干解调模型相干解调和非相干解调模型相干解调和非相干解调模型第47页/共116页第48页/共116页第49页/共116页1 1、相干解调性能分析、相干解调性能分析、相干解调性能分析、相干解调性能分析第50页/共116页第51页/共116页第52页/共116页第53页/共116页第54页/共116页第55页/共116页第56页/共116页2 2、非相干解调（包络检波）性能分析、非相干解调（包络检波）性能分析、非相干解调（包络检波）性能分析、非相干解调（包络检波）性能分析第57页/共116页第58页/共116页第59页/共116页第60页/共116页第61页/共116页第62页/共116页
12、第63页/共116页 例例例例第64页/共116页第65页/共116页的抗噪声性能的抗噪声性能的抗噪声性能的抗噪声性能 第66页/共116页第67页/共116页1 1、相干解调性能、相干解调性能、相干解调性能、相干解调性能 2、非相干解调性能、非相干解调性能 第68页/共116页 例例例例第69页/共116页第70页/共116页第71页/共116页和和和和2DPSK2DPSK的抗噪声性能的抗噪声性能的抗噪声性能的抗噪声性能第72页/共116页第73页/共116页第74页/共116页第75页/共116页3 3、2DPSK2DPSK的相干解调性能分析的相干解调性能分析的相干解调性能分析的相干解调性
13、能分析第76页/共116页二进制数字调制系统的性能比较二进制数字调制系统的性能比较二进制数字调制系统的性能比较二进制数字调制系统的性能比较第77页/共116页表表表表6.3-1 6.3-1 二进制数字调制系统的误码率二进制数字调制系统的误码率二进制数字调制系统的误码率二进制数字调制系统的误码率第78页/共116页图图图图6-226-22 第79页/共116页3 3、对信道特性变化的敏感性、对信道特性变化的敏感性、对信道特性变化的敏感性、对信道特性变化的敏感性第80页/共116页4 4、设备复杂度、设备复杂度、设备复杂度、设备复杂度第81页/共116页6.4 6.4 多进制数字调制系统多进制数字
14、调制系统多进制数字调制系统多进制数字调制系统第82页/共116页多进制幅移键控（多进制幅移键控（多进制幅移键控（多进制幅移键控（MASKMASK）第83页/共116页图图图图6-23 MASK6-23 MASK的调制波形的调制波形的调制波形的调制波形第84页/共116页第85页/共116页2 2、MASKMASK系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能系统的抗噪声性能第86页/共116页图图图图6-24 MASK6-24 MASK系统的性能曲线系统的性能曲线系统的性能曲线系统的性能曲线第87页/共116页多进制频移键控（多进制频移键控（多进制频移键控（多进制频移键控（MFSKMFSK）
15、第88页/共116页图图图图6-25 6-25 多进制频移键控系统框图多进制频移键控系统框图多进制频移键控系统框图多进制频移键控系统框图第89页/共116页第90页/共116页图图图图6-26 MFSK6-26 MFSK系统的性能曲线系统的性能曲线系统的性能曲线系统的性能曲线第91页/共116页第92页/共116页多进制相移键控多进制相移键控多进制相移键控多进制相移键控第93页/共116页 1 1、多进制绝对移相（、多进制绝对移相（、多进制绝对移相（、多进制绝对移相（MPSKMPSK）第94页/共116页第95页/共116页第96页/共116页图图图图6-27 6-27 多进制的两种矢量图多进
16、制的两种矢量图多进制的两种矢量图多进制的两种矢量图第97页/共116页四相相移键控四相相移键控四相相移键控四相相移键控4PSK(QPSK)4PSK(QPSK)第98页/共116页第99页/共116页图图图图6-28 6-28 调相法产生调相法产生调相法产生调相法产生B B方式方式方式方式4PSK4PSK信号信号信号信号n n4PSK4PSK的产生方法可采用调相法和相位选择法。的产生方法可采用调相法和相位选择法。图图6-286-28所示为调相法产生所示为调相法产生B B方式方式4PSK4PSK信号的原信号的原理框图。理框图。第100页/共116页第101页/共116页图图图图6-29 6-29
17、相位选择法产生相位选择法产生相位选择法产生相位选择法产生4PSK4PSK信号信号信号信号第102页/共116页第103页/共116页图图图图6-30 B6-30 B方式方式方式方式4PSK4PSK信号相干解调原理框图信号相干解调原理框图信号相干解调原理框图信号相干解调原理框图 第104页/共116页第105页/共116页2 2、多进制的相对移相、多进制的相对移相、多进制的相对移相、多进制的相对移相(MDPSK)(MDPSK)n n以四进制相对相移信号以四进制相对相移信号4DPSK4DPSK为例进行讨论。为例进行讨论。第106页/共116页 例例例例第107页/共116页图图图图6-31 4PS
18、K6-31 4PSK、4DPSK4DPSK信号的调制波形信号的调制波形信号的调制波形信号的调制波形第108页/共116页第109页/共116页图图图图6-32 A6-32 A方式方式方式方式4DPSK4DPSK信号产生原理框图信号产生原理框图信号产生原理框图信号产生原理框图第110页/共116页第111页/共116页图图图图6-33 4DPSK6-33 4DPSK的相干解调原理框图的相干解调原理框图的相干解调原理框图的相干解调原理框图第112页/共116页图图图图6-34 4DPSK6-34 4DPSK信号的差分相干解调信号的差分相干解调信号的差分相干解调信号的差分相干解调第113页/共116页3 3、多进制相移键控的抗噪声性能、多进制相移键控的抗噪声性能、多进制相移键控的抗噪声性能、多进制相移键控的抗噪声性能 第114页/共116页图图图图6-35 MPSK6-35 MPSK系统的误码率性能曲线系统的误码率性能曲线系统的误码率性能曲线系统的误码率性能曲线n n在在MM值很大时，差分移相和相干移相相比约损值很大时，差分移相和相干移相相比约损失失3dB3dB的功率。在四相时，大约损失的功率。在四相时，大约损失2.3dB2.3dB的功的功率。率。第115页/共116页