通信原理課第六章

1、通信原理課件通信原理課件第六章第六章 數(shù)字信號(hào)的載波傳輸數(shù)字信號(hào)的載波傳輸6.1 6.1 引言引言6.2 6.2 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理6.3 6.3 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 6.4 6.4 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) 通信原理課件通信原理課件6.1 引言引言 通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件 6.2二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制原理通信原理課件通信原理課件6.2.1二進(jìn)制幅移鍵控（二進(jìn)制幅移鍵控（2ASK）通信原理課件通信原理課件圖圖6-1 2ASK信號(hào)時(shí)間波形信號(hào)時(shí)間波形通信原理課件通信原理課件圖圖6-2 2A

2、SK信號(hào)的產(chǎn)生信號(hào)的產(chǎn)生（a）模擬調(diào)制法 （b）鍵控法通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件圖圖6-3 2ASK信號(hào)的功率譜信號(hào)的功率譜2ASK信號(hào)的功率譜如圖信號(hào)的功率譜如圖6-3所示，圖所示，圖6-3（a）是調(diào)制）是調(diào)制信號(hào)的功率譜，圖信號(hào)的功率譜，圖6-3（b）是已調(diào)信號(hào)的功率譜。）是已調(diào)信號(hào)的功率譜。通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件4、2ASK信號(hào)的解調(diào)信號(hào)的解調(diào)2ASK信號(hào)的解調(diào)可以采用非相干解調(diào)信號(hào)的解調(diào)可以采用非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）和相干解調(diào)兩種方式來實(shí)現(xiàn)。（包絡(luò)檢波）和相干解調(diào)兩種方式來實(shí)現(xiàn)。如圖如圖6-4和圖和圖6-5所示。所示。圖圖6-4 （a）原

3、理框圖）原理框圖通信原理課件通信原理課件圖圖6-4 （b）各點(diǎn)波形圖）各點(diǎn)波形圖 通信原理課件通信原理課件6-5（a）原理框圖）原理框圖通信原理課件通信原理課件圖圖6-5 （b）各點(diǎn)波形圖）各點(diǎn)波形圖通信原理課件通信原理課件6.2.2 二進(jìn)制頻移鍵控（二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件2、2FSK信號(hào)的產(chǎn)生信號(hào)的產(chǎn)生通常通常2FSK信號(hào)可以由兩種電路實(shí)現(xiàn)。信號(hào)可以由兩種電路實(shí)現(xiàn)。 圖圖6-7 2FSK信號(hào)的產(chǎn)生信號(hào)的產(chǎn)生（a）模擬調(diào)頻法 （b）鍵控法 通信原理課件通信原理課件3、2FSK信號(hào)的功率譜及帶寬信號(hào)的功率譜及帶寬通信原理課件通信原理課件圖圖6-

4、8 2FSK信號(hào)的功率譜信號(hào)的功率譜通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件4、2FSK信號(hào)的解調(diào)信號(hào)的解調(diào)2FSK的解調(diào)也可以分為非相干（包絡(luò)檢的解調(diào)也可以分為非相干（包絡(luò)檢波）和相干解調(diào)，分別如圖波）和相干解調(diào)，分別如圖6-9和圖和圖6-10所示，其原理和所示，其原理和2ASK解調(diào)時(shí)相同，只是這解調(diào)時(shí)相同，只是這里使用兩套電路。里使用兩套電路。通信原理課件通信原理課件圖圖6-9 2FSK包絡(luò)檢波方框圖包絡(luò)檢波方框圖通信原理課件通信原理課件圖圖6-10 2FSK相干解調(diào)方框圖相干解調(diào)方框圖通信原理課件通信原理課件2FSK另外一種常用而簡(jiǎn)便的解調(diào)方法是過零另外一種常用而簡(jiǎn)便的解調(diào)方法是

5、過零檢波解調(diào)法，其解調(diào)原理框圖及各點(diǎn)時(shí)間波形如檢波解調(diào)法，其解調(diào)原理框圖及各點(diǎn)時(shí)間波形如圖圖6-11（a）和（）和（b）所示。其基本原理是：二）所示。其基本原理是：二進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的過零點(diǎn)數(shù)隨載波頻率不同而進(jìn)制移頻鍵控信號(hào)的過零點(diǎn)數(shù)隨載波頻率不同而異，通過檢測(cè)過零點(diǎn)數(shù)從而得到頻率的變化。在異，通過檢測(cè)過零點(diǎn)數(shù)從而得到頻率的變化。在圖圖6-11中，輸入信號(hào)經(jīng)過限幅后產(chǎn)生矩形波，經(jīng)中，輸入信號(hào)經(jīng)過限幅后產(chǎn)生矩形波，經(jīng)微分、整流、脈沖波形成形后得到與頻率變化相微分、整流、脈沖波形成形后得到與頻率變化相關(guān)的矩形脈沖波，再經(jīng)低通濾波器濾除高次諧波，關(guān)的矩形脈沖波，再經(jīng)低通濾波器濾除高次諧波，便恢復(fù)出與

6、原數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字基帶信號(hào)。便恢復(fù)出與原數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字基帶信號(hào)。通信原理課件通信原理課件圖圖6-11 2FSK信號(hào)的過零檢測(cè)法信號(hào)的過零檢測(cè)法 a b c d e a b c d e f 通信原理課件通信原理課件6.2.3二進(jìn)制相移鍵控（二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）和）和二進(jìn)制差分移相鍵控（二進(jìn)制差分移相鍵控（2DPSK）相移鍵控是利用載波相位的變化來傳遞相移鍵控是利用載波相位的變化來傳遞數(shù)字信息，通?？梢苑譃榻^對(duì)相移鍵控?cái)?shù)字信息，通?？梢苑譃榻^對(duì)相移鍵控（2PSK）和相對(duì)相移鍵控（）和相對(duì)相移鍵控（2DPSK）兩）兩種方式，下面分別討論。種方式，下面分別討論。通信原理課件通信原理課件1、

7、二進(jìn)制絕對(duì)相移鍵控（、二進(jìn)制絕對(duì)相移鍵控（2PSK）通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件圖圖6-12 2PSK波形波形2PSK信號(hào)的典型時(shí)間波形如圖信號(hào)的典型時(shí)間波形如圖6-12所示，圖所示，圖中所有數(shù)字信號(hào)中所有數(shù)字信號(hào)“1”碼對(duì)應(yīng)載波信號(hào)的相位，而碼對(duì)應(yīng)載波信號(hào)的相位，而“0”碼對(duì)應(yīng)載波信號(hào)的碼對(duì)應(yīng)載波信號(hào)的0相位（也可以反之）。相位（也可以反之）。通信原理課件通信原理課件圖圖6-13 2PSK的實(shí)現(xiàn)方式的實(shí)現(xiàn)方式2PSK信號(hào)可以采用兩種方法實(shí)現(xiàn)。一種是如圖信號(hào)可以采用兩種方法實(shí)現(xiàn)。一種是如圖6-13（a）所示的模擬調(diào)制法，二進(jìn)制數(shù)字序列經(jīng)碼型變換，）所示的模擬調(diào)制法，二進(jìn)制數(shù)

8、字序列經(jīng)碼型變換，由單極性碼形成幅度為的雙極性不歸零碼，與載波相乘而由單極性碼形成幅度為的雙極性不歸零碼，與載波相乘而產(chǎn)生產(chǎn)生2PSK信號(hào)。另一種是如圖信號(hào)。另一種是如圖6-13（b）所示的鍵控法。）所示的鍵控法。通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件6-14（a）原理框圖）原理框圖2PSK信號(hào)的解調(diào)一般采用相干解調(diào)。信號(hào)的解調(diào)一般采用相干解調(diào)。2PSK相干解調(diào)原理框圖和各點(diǎn)波形分別如相干解調(diào)原理框圖和各點(diǎn)波形分別如圖圖6-14（a）和（）和（b）所示。）所示。通信原理課件通信原理課件圖圖6-14 （b）各點(diǎn)波形）各點(diǎn)波形 通信原理課件通信原理課件2、二進(jìn)制相

9、對(duì)移相鍵控（、二進(jìn)制相對(duì)移相鍵控（2DPSK）通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件圖圖6-15 2DPSK的波形的波形通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件圖圖6-17 2DPSK的相干解調(diào)的相干解調(diào)通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件圖圖6-18 2DPSK的差分相干解調(diào)的差分相干解調(diào)通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件6.3 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能通信原理課件通信原理課件6.3.12ASK的抗噪聲性能的抗噪聲性能通信原理課件通信原理課件

10、圖圖6-19 2ASK相干解調(diào)和非相干解調(diào)模型相干解調(diào)和非相干解調(diào)模型通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件1、相干解調(diào)性能分析、相干解調(diào)性能分析通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件2、非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）性能分析、非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）性能分析通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件例例6.3.1 通

11、信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件6.3.2 2FSK的抗噪聲性能的抗噪聲性能 通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件1、相干解調(diào)性能、相干解調(diào)性能 2、非相干解調(diào)性能、非相干解調(diào)性能 通信原理課件通信原理課件例例6.3.2 通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件6.3.32PSK和和2DPSK的抗噪聲性能的抗噪聲性能通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件3、2DPSK的相干解調(diào)性能分析的相干解調(diào)性能分析通信原理課件通信原理課件6.3.4 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能比較二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制

12、系統(tǒng)的性能比較通信原理課件通信原理課件表表6.3-1 二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率通信原理課件通信原理課件圖圖6-22 通信原理課件通信原理課件3、對(duì)信道特性變化的敏感性、對(duì)信道特性變化的敏感性通信原理課件通信原理課件4、設(shè)備復(fù)雜度、設(shè)備復(fù)雜度通信原理課件通信原理課件6.4 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)通信原理課件通信原理課件6.4.1 多進(jìn)制幅移鍵控（多進(jìn)制幅移鍵控（MASK）通信原理課件通信原理課件圖圖6-23 MASK的調(diào)制波形的調(diào)制波形通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件2、MASK系統(tǒng)的抗噪聲性能系統(tǒng)的抗噪聲性能通信原理課件通信原理課件圖圖

13、6-24 MASK系統(tǒng)的性能曲線系統(tǒng)的性能曲線通信原理課件通信原理課件6.4.2 多進(jìn)制頻移鍵控（多進(jìn)制頻移鍵控（MFSK）通信原理課件通信原理課件圖圖6-25 多進(jìn)制頻移鍵控系統(tǒng)框圖多進(jìn)制頻移鍵控系統(tǒng)框圖通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件圖圖6-26 MFSK系統(tǒng)的性能曲線系統(tǒng)的性能曲線通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件 6.4.3 多進(jìn)制相移鍵控多進(jìn)制相移鍵控通信原理課件通信原理課件 1、多進(jìn)制絕對(duì)移相（、多進(jìn)制絕對(duì)移相（MPSK） 通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件圖圖6-27 多進(jìn)制的兩種矢量圖多進(jìn)制的兩種矢量圖通信原理

14、課件通信原理課件四相相移鍵控四相相移鍵控4PSK(QPSK) 通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件圖圖6-28 調(diào)相法產(chǎn)生調(diào)相法產(chǎn)生B方式方式4PSK信號(hào)信號(hào)4PSK的產(chǎn)生方法可采用調(diào)相法和相位選擇法。的產(chǎn)生方法可采用調(diào)相法和相位選擇法。圖圖6-28所示為調(diào)相法產(chǎn)生所示為調(diào)相法產(chǎn)生B方式方式4PSK信號(hào)的原信號(hào)的原理框圖。理框圖。通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件圖圖6-29 相位選擇法產(chǎn)生相位選擇法產(chǎn)生4PSK信號(hào)信號(hào)通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件圖圖6-30 B方式方式4PSK信號(hào)相干解調(diào)原理框圖信號(hào)相干解調(diào)原理框圖 通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件2、多進(jìn)制的相對(duì)移相、多進(jìn)制的相對(duì)移相(MDPSK) 以四進(jìn)制相對(duì)相移信號(hào)以四進(jìn)制相對(duì)相移信號(hào)4DPSK為例進(jìn)行討論。為例進(jìn)行討論。 通信原理課件通信原理課件例例6.4.1 通信原理課件通信原理課件圖圖6-31 4PSK、4DPSK信號(hào)的調(diào)制波形信號(hào)的調(diào)制波形通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件圖圖6-32 A方式方式4DPSK信號(hào)產(chǎn)生原理框圖信號(hào)產(chǎn)生原理框圖通信原理課件通信原理課件通信原理課件通信原理課件圖圖6-33