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第6章 数字调制 《现代通信原理（第三版）》 宋祖顺 宋晓勤 宋平 电子工业出版社 6.1 引言 为什么要调制？ 信号与信道匹配 频分多路复用 频率分配 电波的辐射 减小干扰的影响 克服设备的缺陷 数字调制与模拟调制有哪些区别？ 数字调制的调制信号为数字基带信号，被调参数只能取有限个值 数字接收是识别那一种波形存在，因此取样判决器是不可少的 数字调制研究的性能指标是误码率 数字调制通过键控方式实现，常见的有ASK、FSK、PSK等 数字调制研究的内容有时间函数、波形、功率谱密度、带宽、调制及解调方法、误码率等 初次了解三种调制方法 6.2 ASK Amplitude Shift Keying 6.2.1 ASK基本原理 利用载波的幅度变化来传递数字信息，其频率和初始相位保持不变。 2ASK信号通常有两种产生方法：模拟调制法（相乘法）和键控法。 6.2.2 ASK信号的波形及时间函数 6.2.3 ASK信号的功率谱及带宽 功率谱图如下图（教材202页）： ASK信号的带宽： 3. 概率分布曲线 二、 非相干解调 非相干解调方框图： 包络检波器输入与输出的概率分布: 发“1”码 正弦波+窄带高斯噪声 莱斯分布 均值为 的高斯分布 发“0”码 窄带高斯噪声 瑞利分布 零均高斯分布 取样判决器输入（即包络检波器输出）信号与 噪声的联合概率分布曲线： 3. 误码率 三、相干和非相干解调比较 比较结果参见教材表6.1（如下 ）： 小信号时，达到相同误码率，相干解调要求的信 噪比低2db。 大信号时，达到相同误码率，相干解调与非相干 解调要求的信噪比近似相等，因此，大信号时非相 干解调广泛应用。 作业 6-1,6-2,6-3 共三题 6.4 FSKFrequency Shift Keying 2FSK信号产生框图： 6.3.1 时间函数 时间函数： 6.3.2 功率谱及带宽 帯宽 ： 6.3.3 FSK信号解调 确定判决电平：0 确定判决准则： 2、 非相干解调 (包络解调) 非相干解调方框图： 上述公式推导过程： 6.3.5 相干和非相干解调比较 比较结果参见教材表6.3（如下）： 小信号时，达到相同误码率，相干解调要求的信 噪比低1.5db大信号时，达到相同误码率，相干解调 与非相干解调要求的信噪比近似相等。 并且FSK是上、下两路比较大小，因此没有最佳判 决门限问题。 6.4 PSK (Phase Shift Keying) 1、 绝对移相的定义及波形 定义：利用载波不同的相位直接来表示基带信号。 绝对移相，已调波的相位是相对于载波而则言的。 2、 相对移相(记为DPSK) 的定义及波形 定义：利用前后码元之间载波相位的变化来表示 基带信号。 从作图过程看，DPSK波形规律复杂 CPSK波形规律简单 思考 为什么要引出相对移相？ CPSK波形规律虽然简单，但是要画出它的波形， 必须要知道载波。 以后我们可以证明，调相信号的已调波没有载 频，因此无法直接提取载频，通常要用平方变换及2 分频，才能提取载波。由于2分频存在相位模糊，使 CPSK信号解调判决模糊或称反相工作。因此实际中 常用DPSK。 2、 从电路——开机时双稳态触发器状态随机 3、 从波形—— 黑板上作图 为什么还要学习CPSK？ 因为DPSK产生规律复杂，难以直接产生，通常它 是用码变换加CPSK产生，因此仍要学习CPSK。 6.4.2 PSK信号产生(略------请自已看教材及实验教材) 6.4.3 PSK信号的时间函数、频谱及带宽 CPSK、DPSK信号的统一表达式：(记为PSK信号) PSK功率谱没有载频，仅有连续谱，它是ASK连续 谱部分的4倍 。 PSK功率谱图如下图： 6.4.4 调相信号的解调 1、 相干解调 相干解调原理框图： 对CPSK解调： 概率分布曲线如下图： 非相干解调 : 作业 6-6,6-7,6-8 共三题 6.6 多进制数字调制 1、 多进制调制的概念 为了有效利用频带，提高信息传输速率而采用多 进制调制。 常见的多进制调制有：多振幅调制、多频率调制、 多相位调制以及它们的组合等。 作图说明多进制调制的概念: 2、 多进制调制信息速率提高了，同时节约 了频带。但是误码率会增加。 以多电平判决时的曲线加以说明: 3、 4PSK (1)四相制两种相位图 (2) 相位选择法及正 交调制产生4PSK 作业