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第五章 数字信号的载波传输 本章内容 二进制数字调制 匹配滤波器原理 多进制数字调制 一、二进制数字调制 1 基本概念 数字信号的载波传输：为了使数字信号能够在带通的信道中传输，以及为了实现远距离传输，需要对数字信号进行调制，即加载到高频载波上之后进行传输。 键控：和模拟调制相同，数字调制也针对载波的幅度、频率和相位；数字调制的特点在于调制后幅度、频率和相位的状态为有限种，因此称“键控”，相应为幅度键控ASK、频率键控FSK、相位键控PSK。 数字调制和模拟调制的本质相同，可看成模拟调制的特例。 2 二进制数字调制 二进制数字调制是指调制信号为二进制基带信号，这种调制信号仅有两种电平，表示为“1”和“0”： 二进制数字调制又分为： 二进制幅度键控 2ASK 二进制频率键控 2FSK 二进制相位键控 2PSK 3 二进制幅度键控 2ASK 相当于用下面特殊的调制信号（单极性二元码）进行抑制载波双边带调幅（DSB）。 又被称为通断键控（OOK） 2ASK的时域表达式 g(t)波形 2ASK调制后波形 2ASK调制后频谱 二进制幅度键控（2ASK）可看成抑制载波双边带调幅DSB的特例。 以下是调制框图（同DSB） 2ASK的解调（非相干） 二进制幅度键控解调（相干） 不常用 4 二进制频率键控 2FSK 相当于用下面特殊的调制信号（单极性二元码）进行调频。 由调频的理论，调制后信号的频率正比于调制信号的幅度，故2FSK调制后波形有两种频率，发送“1”时为频率w1，发送“0”时为w2。 2FSK调制后波形中的频率 2FSK调制的时域表达式 2FSK调制后波形 2FSK调制后频谱 2FSK调制 2FSK的解调（非相干） 2FSK的解调（相干） 2FSK的解调（过零检测） 5 二进制相位键控 相当于用下面特殊的调制信号（单极性二元码）进行调相。 从调相的理论，调制后的信号相位正比于调制信号的幅度，故对单极性二元码来说，存在两种相位，发送“1”时为相位?1，发送“0”时为相位? 2。 2PSK调制后相位 2PSK调制的时域表达式 2PSK调制后波形 2PSK调制 锁相环原理 2PSK解调中载波恢复存在的问题 二进制差分相位键控2DPSK调制 二进制差分相位键控2DPSK解调（相干） 二进制差分相位键控2DPSK解调（非相干） 相位不确定问题举例 相位不确定问题举例 绝对码序列为：为1100110 实际发送的相对码序列（DPSK）为1000100。 接收端对相对码的接收有两种可能， 一种是： 1 0 0 0 1 0 0 则反解： 1 + 0 + 0 + 0 + 1 + 0 + 0 1 0 0 1 1 0 另一种是： 0 1 1 1 0 1 1 反解后： 0 +1 +1 +1 +0 +1 +1 1 0 0 1 1 0 二进制相位键控解调中载波恢复一般采用锁相法，但锁相法恢复的载波有相位不确定问题 如采用绝对调相，发送序列为110011，则经解调采样后得到的序列有可能是110011，也有可能是原序列的取反即001100 在二进制相位键控中，一般采用差分二进制相位键控（DPSK）解决上述问题 二元单极性码输入 二进制差分相位键控DPSK输出 差分编码 载波发生器 Acos(wct) 相对码 差分编码原理： 后一位与新生成的前一位码做模2和得到新生成的码 绝对码：1 0 0 1 0 1 1 0 相对码：1 1 1 0 0 1 0 0 带通 低通 采样 判决 码（反） 变换器 a c d e f b 本地载波 a b c d e f 1 1 1 0 0 0 0 DPSK调制信号输入 1 1 1 0 0 1 0 0 绝对码相对码（DPSK）1 1 1 0 0 1 0 0 带通 低通 采样 判决 a c d e b a b c d e f 1 1 1 0 0 0 0 DPSK调制信号输入 1 1 0 1 0 0 1 延迟Ts 取反 f 定时 1 1 1 0