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第 六 章　正弦载波数字调制系统 6.1引言 6.2二进制数字调制原理 6.3多进制数字调制系统 6.1 引言 数字信号有两种传输方式，一种是基带传输方式，另一种就是本章要介绍的调制传输或称为频带传输。 数字基带传输系统 然而，实际通信中，不少信道都不能直接传送基带信号。 6.2 二进制数字调制原理 一、二进制振幅键控ASK（通断键控OOK） 在2ASK中，载波幅度随着调制信号1和0 的取值而在两个状态之间变化。 二进制幅度键控中最简单的形式称为通— —断键控（OOK），即载波在数字信号1或 0的控制下来实现通或断。OOK信号的时域 表达式为 2ASK信号的频谱 2ASK信号的表示： 因S(t)是单极性的随机矩形脉冲序列，所以利用前面得到的随机基带序列的功率谱的求法得到ps(f) 当概率P=1/2时，上式为： 二、二进制频移键控（2FSK） 2FSK是利用载波的频率变化来传递数字信息的。在二进制情况下，1对应于载波频率f1，0对应于载波频率f2。 2FSK信号在形式上如同两个不同频率交替发送的ASK信号相叠加，因此已调信号的时域表达式为： ⑵2FSK信号的解调 相干检测法、非相干检测法、鉴频法、过零检测法、差分检波法等。 2FSK信号还有其它的解调方法，其中过零检测法是一种常用而简便的解调方法。 2FSK信号的过零点数随载频的变化而不同，因此，检测出过零点数就可以得到载频的差异，从而进一步得到调制信号的信息。过零检测法的原理框图及各点波形如图所示。 差分检波法 （3) 2FSK信号的频谱 2FSK调制属于非线性调制，因此，其频谱特性研究比较困难，常用方法，把2FSK信号看成两个2ASK信号相叠加 设 三、二进制移相键控及二进制差分相位键控（2PSK、2DPSK） 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）。 QPSK信号的矢量图 （a)为A方式(b)为B方式 若输入的基带信号是多电平时，便可以构成多电平正交振幅调制。下面讨论16QAM系统 16QAM信号的星座图 第 i个信号的表达式为： 下面给出在最大功率（或振幅）相等条件下， 16QAM、16PSK的信号星座图 16QAM信号点的距离比16PSK信号点的距离大 16QAM信号的产生：正交调幅法、复合相移法 正交调幅法是用两路正交的四电平振幅键控信号叠加 而成。复合相移法是用两路独立的四相移相键控信号 叠加而成 正交调幅法合成16QAM信号 复合相移法合成16QAM信号 16QAM信号的调制解调示例 由于是双极性信号，故上式可写成： 若P=1/2，则上式变为： 2PSK信号的功率谱同样由连续谱和离散谱两部分组成。但当双极性基带信号以相等的概率出现时，将不存在离散谱部分，连续谱部分与2ASK信号的连续谱基本相同， 2PSK信号的带宽也与2ASK信号的相同。对2DPSK信号的频谱与2PSK信号的完全相同。 结论 因此 6.3 多进制数字调制系统 多进制数字调制是利用多进制数字基带信号去 调制载波的振幅、频率、相位 多进制数字调制： 多进制数字振幅调制（多电平调制） 多进制数字频率调制（多频制） 多进制数字相位调制（多相制） 与二进制数字调制相比具有以下特点： （1）在相同的码元传输速率下，多进制系统的 信息传输速率比二进制系统的高。 （2）在相同的信息速率下，多进制码元传输速率比二进制低，因而多进制信号码元的持续时间比二进制的长。 一、多进制数字振幅调制的原理 二电平和多电平的调制波形 多进制数字振幅调制的原理是2ASK方式的推广 二电平调制波形可表示为： 出现概率为P 出现概率为1-P 对M电平调制信号可表示为： M电平的调制波形可以看成是由时间上不重叠 的M个不同振幅值的2ASK信号的叠加。 它的功率谱可以看成由时间上不重叠的M个不 同信号的功率谱之和。尽管叠加后的谱结构复杂，但就信号的带宽而言，M电平调制信号的带宽与二电平的相同，但传信率比二进制高。 说明 所以 二、多进制数字频率调制的原理 多进制数字频率调制的原理是2FSK方式的推广 多频制系统的组成方框图 三、多进制数字相位调制的原理 1、多进制数字相位调制的原理 是用载波的多种不同相位（或相位差）来表示数字信息的调制方式 分为； 绝对移相和相对移相 与二进制一样 多相制波形的表示： M种相位可以用来表示K比特码元的2K种状态 即 M= 2K 假设K比特码元的持续时间为Ts ，则M相调制 波形可以表示为； 多相调制的波形可以看作是对