數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5課件

1、第 七 章 數(shù) 字 帶 通 傳 輸 系 統(tǒng),主要內(nèi)容： 7.1 數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)概述 7.2-5 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理-2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK 7.6 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 7.7 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 7.8-9 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)-MASK和MFSK、QPSK和QDPSK 7.10-11 新型數(shù)字帶通調(diào)制技術(shù)-正交振幅調(diào)制QAM 、最小移頻鍵控MSK,1,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,2DPSK 信號(hào)的表示、時(shí)間波形 2DPSK信號(hào)的功率譜密度 2DPSK 信號(hào)的調(diào)制原理 2DPSK 信號(hào)的解調(diào),7.5 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理-2DPSK,2,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5

2、,PSK信號(hào)相干解調(diào)中，要求發(fā)端與收端的載波基準(zhǔn)相位必須完全相同，否則會(huì)造成錯(cuò)誤。 而實(shí)際系統(tǒng)中，接收端載波基準(zhǔn)相位可能發(fā)生隨機(jī)跳變，系統(tǒng)可能由于某種突然騷動(dòng)發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)移，使恢復(fù)的相干載波產(chǎn)生180倒相，解調(diào)出的數(shù)字基帶信號(hào)將與發(fā)送的數(shù)字基帶信號(hào)正好是相反，解調(diào)器輸出數(shù)字基帶信號(hào)全部出錯(cuò)。這種現(xiàn)象通常稱為“倒”現(xiàn)象或1800相位模糊或“反向工作”現(xiàn)象。因此2PSK方式在實(shí)際中很少采用,倒”現(xiàn)象,為了解決PSK信號(hào)解調(diào)過(guò)程的反向工作問(wèn)題，提出了差分相移鍵控DPSK-Differential Phase Shift Keying,在實(shí)際中采用的是DPSK,3,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,2DPSK信號(hào)

3、的定義,用前后相鄰碼元的載波相對(duì)相位變化來(lái)表示數(shù)字信息。 假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為，可定義一種數(shù)字信息與之間的關(guān)系為,4,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,an 1 0 1 (絕對(duì)碼) n 0(初始設(shè)定) 180 180 0 bn 0 (初始設(shè)定) 1 1 0 (相對(duì)碼,2DPSK時(shí)間波形：設(shè)RB=1200Baud，fc=3600Hz，此時(shí)Ts=3Tc,5,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,差分碼-相對(duì)碼,采用差分碼做為傳送代碼可以消除設(shè)備初始狀態(tài)的影響，在相位調(diào)制系統(tǒng)中用于解決載波相位模糊問(wèn)題,差分碼 + 絕對(duì)相移 = 相對(duì)相移,相對(duì)碼,差分碼 + 2PSK = 2DPSK,張磊語(yǔ)錄,6,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)

4、7.5,二進(jìn)制數(shù)字信息 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 (絕對(duì)碼an) 2PSK信號(hào)相位： 0 0 0 0 2DPSK信號(hào)相位：(0) 0 0 0 0 0 (0) 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 (相對(duì)碼bn) 相對(duì)移相 = 碼變換（絕對(duì)碼變?yōu)橄鄬?duì)碼）+ 絕對(duì)移相,an,bn-1,bn,碼變換器,碼反變換器,an= bn bn-1,初始相位 一般設(shè)為0,bn = an bn-1,7,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,任何一種碼都是其他兩種碼的模2加,碼變換器,碼反變換器,an= bn bn-1,bn = an bn-1,張磊語(yǔ)錄,8,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,2DPSK信號(hào)的表示,2DPS

5、K信號(hào)的表達(dá)式與2PSK的形式應(yīng)完全相同， 所不同的只是s(t) 信號(hào)表示的是差分碼數(shù)字序列bn,9,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,在2PSK中，相位是絕對(duì)相位n ；參考相位是未調(diào)載波的相位； 在2DPSK中，相位是相對(duì)相位n ；參考相位是前一碼元載波的相位,2PSK和2DPSK信號(hào)矢量圖,10,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,例:當(dāng)碼元寬度TB =載波周期Tc 時(shí)，2PSK和2DPSK信號(hào)的波形,絕對(duì)碼an,11,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,例:當(dāng)碼元寬度TB =載波周期Tc 時(shí)，畫出2PSK和2DPSK信號(hào)的波形,1,0,1,1,0,0,1,0初相,180初相,1,1,0,1,1,1,0,絕對(duì)碼an,相對(duì)碼

6、bn,12,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,2DPSK 信號(hào)的表示、時(shí)間波形 2DPSK信號(hào)的功率譜密度 2DPSK 信號(hào)的調(diào)制原理 2DPSK 信號(hào)的解調(diào),7.5 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理-2DPSK,13,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,2DPSK信號(hào)的功率譜密度 -與2PSK相同,bn = an bn-1,P2DPSK(f) =P2PSK(f,“0”和“1”符號(hào)等概時(shí),14,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,2DPSK信號(hào)的功率譜密度示意圖,2DPSK信號(hào)e2DPSK(t)的功率譜密度 Ps(f)后-左移、右移到載頻fc處-P2DPSK(f,“0”和“1”符號(hào)等概時(shí),15,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,功率譜是雙極性基帶脈沖

7、頻譜的搬移，不是單極性基帶脈沖頻譜的搬移，雙極性是單極性經(jīng)碼變換得來(lái)的，所以2DPSK信號(hào)不是線性變換，而是非線性變換, 屬于非線性調(diào)制。 功率譜一般情況下由離散譜和連續(xù)譜所組成，當(dāng) “1” 和“0”符號(hào)出現(xiàn)概率相等時(shí)，則不存在離散譜。 帶寬是基帶信號(hào)波形帶寬的兩倍, 即B2DPSK=2B基=2fB。 傳碼率RB=fB(Baud)，故頻帶利用率為,2DPSK信號(hào)功率譜密度特點(diǎn)-與2PSK相同,16,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,2DPSK 信號(hào)的表示、時(shí)間波形 2DPSK信號(hào)的功率譜密度 2DPSK 信號(hào)的調(diào)制原理 2DPSK 信號(hào)的解調(diào),7.5 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理-2DPSK,17,數(shù)字帶通傳輸系

8、統(tǒng)7.5,2PSK調(diào)制器原理框圖 (a) 模擬調(diào)制法,2DPSK調(diào)制原理,雙極性NRZ,bn = an bn-1,絕對(duì)碼an,絕對(duì)相移2PSK,差分碼 + 2PSK = 2DPSK,18,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,2DPSK調(diào)制器原理圖 (b)鍵控調(diào)制法,bn,2DPSK調(diào)制原理,19,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,2DPSK 信號(hào)的表示、時(shí)間波形 2DPSK信號(hào)的功率譜密度 2DPSK 信號(hào)的調(diào)制原理 2DPSK 信號(hào)的解調(diào),7.5 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理-2DPSK,20,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,相干解調(diào)(同步檢測(cè)法)。 非相干解調(diào)(差分相干解調(diào)法,2DPSK的解調(diào),21,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,2DPSK信號(hào)相干解調(diào)器原理框圖,相干解調(diào)(同步檢測(cè)法,與2PSK相干解調(diào)相同,an = bn bn-1,絕對(duì)碼an,差分碼bn,恰好使2DPSK信號(hào)完整地通過(guò),22,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,差分相干解調(diào)法(非相干解調(diào),2DPSK信號(hào)差分相干解調(diào)原理圖,差分相干解調(diào)過(guò)程是輸入已調(diào)信號(hào)本碼元與前一碼元進(jìn)行極性(相位）比較的過(guò)程。極性相同 -0，極性不同 -1,恰好使2DPSK信號(hào)完整地通過(guò),本碼元bn,截止頻率與基帶數(shù)字信號(hào)的最高頻率相等,前一碼元bn-1,極性相同 -輸出高電平-0 極性不同 -輸出低電平-1,23,數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)7.5,由于差分相干解調(diào)方式在解調(diào)的同時(shí)完成了碼反變換作用