通信原理--第7章_数字调制技术.ppt

三、MFSK信号的带宽及频带利用率 1、带宽 2、频带利用率 7.4 2进制数字调相（2PSK） 二进制数字调相的基本原理是，利用二值信息对载波的相位进行调制，使其初始相位为两个不同的值，来表示二值信息。有两种数字调相方法，绝对码调相和差分码（相对码）调相，首先来说明绝对码与相对码之间的关系，然后分析这两种数字调相的基本原理。 7.4.1 2PSK（2进制数字绝对调相） 一、绝对码与相对码（差分码） 差分码是一种相对码，它的主要特点是，后一个码 元的取值是相对于前一个码元的取值而变化的，与之相 对应的数字调相称为2DPSK，而绝对码相对应的数字调 相称为2PSK，相对码与绝对码的关系为 二、绝对码、相对码、2PSK、2DPSK的波形举例 为了使大家对绝对码、相对码、2PSK、2DPSK 有一个初步的认识，现举其中几例，如下图所示： 三、2PSK信号（二进制数字绝对调相信号）的产生 1、一般框图: 2、具体实现电路：相位选择法 四、2PSK信号的解调 1、 解调的一般框图如下： 2、工作原理分析： 3、2PSK的缺点: 产生相位模糊,使解调出的信号全部反相 五、2PSK系统的误码率 下面分析在没有相位模糊的情况下2PSK系统 的误码率。分析2PSK系统误码率的原理框图如下 图所示。 7.4.2 2DPSK信号的调制与解调 在 2PSK 系统中存在相位模糊的问题，其主要原因是由于 2PSK 系统中采用的绝对码，表示数字信息的相位是绝对相位。因而，当产生相位模糊时，所有的绝对相位值都发生了变化。 如果采用 2DPSK （差分数字调相），则可克服相位模糊的问题，其主要原因是由于 2DPSK 中采用的是差分码，而差分码是一种相对码，这种相对性体现在表示数字信息的相位是一个相对相位，即相对于前面一个相位的大小而言的。因而，当产生相位模糊时，虽然所有的相位值都发生了变化，但它们之间的相对相位差值仍然是确定不变的，因而能解决相位模糊的问题，下面分析其工作原理。 一、2DPSK信号的产生 2DPSK信号产生的一般框图如下图所示。图 中 {an} 为绝对码，通过码变换将其变换成双极性 的差分码 {bn} ，最后产生2DPSK信号。 一种2DPSK信号产生的具体电路如下： 二、2DPSK信号的解调 1、方法一：极性比较——码变换法 实现电路如下图所示。用这种方法是克服相位模 糊问题，下面进行分析。 克服相位模糊的分析如下： 2、方法二：相位比较法——差分检测法 这种方法的主要特点是不需要码变换器，不需要载 波提取电路，因此，它本身就不存在相位模糊问题。电 路也较简单，只需一个延时器。实现电路如下图所示。 数学分析结果如下： 7.4.3 2DPSK与2PSK的带宽及其性能比较 一、2DPSK、2PSK、2ASK的带宽相同，均为 B2PSK=B2DPSK=B2ASK=2fb 二、性能比较 1、由于都是双极性码，故两者的最佳判决电平值 均为零。 2、2DPSK克服了 2PSK 中的相位模糊问题，因而 在数字通信中获得了广泛的应用。 3、在 2PSK 信号不存在相位模糊时，2DPSK的性 能不如2PSK。 7.5 多进制数字调相技术 多进制数字调制技术是近年来十分引人注目的一种高效率数字传输方式。与二进制数字调制技术相比，它具有以下两个主要特点：（1）在码元速率相同条件下，可以提高信息速率，M进制数字调制系统的信息速率是二进制的 倍；（2）在信息速率相同的条件下，可降低码元速率，用以提高传输的可靠性，M进制的码元宽度是二进制的 倍，这样可增加每个码元的能量和减小码间串扰的影响。正是基于这些特点，使多进制数字调制技术在现代通信系统中有着广泛的应用。现以多进制数字调制技术中的4PSK、8PSK、自然码16PSK、循环码16PSK和正交振幅调制16QAM为例，对其数字逻辑设计进行较为详细的研究和探讨，在此基础上提出一种多进制数字调制器的逻辑设计方法，并给出了具体设计过程和结果。 7.5.1 MPSK信号的产生 方法二：正交调制解调法（何谓正交？） 1、由2电平到M电平变换如下图所示： 2、由2电平到M电平变换的时域波形图如下图所示: 3、带宽与频带利用率 4、MASK与2ASK的比较 7.3 数字调频 7.3.1 二进制数字调频(2FSK) 一、基本原理与实现方法 1、 2FSK信号的数学表达式