第七章数字信号的频带传输.ppt

7.1二进制幅度键控（2ASK） 7.2 二进制频移键控（2FSK） 7.3 二进制相移键控（2PSK） 7.4 二进制差分相移键控（2DPSK） 7.5 多进制数字调制 第7章 数字信号的频带传输 7.5.2多进制相移键控（MPSK） 1．MPSK信号的表达 在M进制相移键控（MPSK）中，载波相位有M种取值。当基带信号的码元间隔为Ts时，MPSK信号可表示为 (7―17) 式中，Es为信号在一个码元间隔内的能量，ωc为载波角频率，φi为有M种取值的相位。 第7章 数字信号的频带传输 MPSK信号仅用相位携带基带信号的数字信息，为了表达出基带信号与载波相位的联系，可将码元持续时间为Ts的基带信号用矩形函数表示，即 0≤t≤Ts 其它 (7―18) 这样MPSK信号的表达式又可写为 (7―19) 第7章 数字信号的频带传输 式中，矩形函数与基带信号的码元相对应；φ(n)为载波在t=nTs时刻的相位，取式（7―17）中φi的某一种取值。φi有M种取值，通常是等间隔的，即 式中,θ为初相位。为计算方便，设θ=0，将式 （7―19）展开，得 (7―20) (7―21) 第7章 数字信号的频带传输 7.3.1 2PSK调制的基本原理及波形表达式 ? 二进制相移键控（2PSK）是用二进制数字信号控制载波的两个相位，这两个相位通常相隔π弧度，例如用相位0和π分别表示1和0，所以这种调制又称二相相移键控（BPSK）。二进制相移键控信号的时域表达式为 (7―13) 第7章 数字信号的频带传输 这里的an为双极性数字信号，即 概率为P 概率为1-P (7―14) 如果g(t)是幅度为1，宽度为Ts的矩形脉冲，则 2PSK信号可表示为 s2PSK(t)=±cosωct (7―15) 当数字信号的传输速率Rs=1/Ts与载波频率间有整 数倍关系时，2PSK信号的典型波形如图7―11所示。 第7章 数字信号的频带传输 图7―11 2PSK信号典型波形 第7章 数字信号的频带传输 7.3.2 2PSK调制的频域特性 将式（7―13）所示的2PSK信号与式（7―4）所示的2ASK信号相比较，它们的表达式在形式上是相同的，其区别在于2PSK信号是双极性不归零码的双边带调制，而2ASK信号是单极性非归零码的双边带调制。由于双极性不归零码没有直流分量，因此2PSK信号是抑制载波的双边带调制。这样，2PSK信号的功率谱与2ASK信号的功率谱相同，只是少了一个离散的载波分量，也属于线性调制。 第7章 数字信号的频带传输 7.3.3 2PSK调制器 2PSK调制器可以采用相乘器，也可以采用相位选择器，如图7―12所示。 图7―12 2PSK调制器 第7章 数字信号的频带传输 7.3.4 2PSK解调器 由于PSK信号的功率谱中无载波分量，因此必须采用相干解调的方式。在相干解调中，如何得到同频同相的本地载波是个关键问题。只有对PSK信号进行非线性变换，才能产生载波分量。常用的载波恢复电路有两种，一种是图7―13（a）所示的平方环电路，另一种是图7―13（b）所示的科斯塔斯（Costas）环电路。 在以上两种锁相环中，设压控振荡器VCO输出载波与调制载波之间的相位差为Δφ。 第7章 数字信号的频带传输 图7―13 载波恢复电路 第7章 数字信号的频带传输 分析可知，在Δφ=nπ（n为任意整数）时,VCO都处于稳定状态。这就是说，经VCO恢复出来的本地载波与所需要的相干载波可能同相，也可能反相。这种相位关系的不确定性，称为0,π相位模糊度。 2PSK相干解调器如图7―14所示。 2PSK信号的调制和解调过程如表7―1所示。 第7章 数字信号的频带传输 图7―14 2PSK相干解调器 第7章 数字信号的频带传输 表7―1 2PSK信号的调制和解调过程 第7章 数字信号的频带传输 码元相位表示码元所对应的PSK信号的相位，［φ·φ1］和［φ·φ2］表示相位为φ的PSK信号分别与相位为