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1、6.1二进制数字调制与解调原理6.2二进制数字调制系统的抗噪声性能6.3二进制数字调制系统的性能比较6.4多进制数字调制系统,第 6 章数字频带传输系统,返回主目录,第6章 数字频带传输系统,6.1二进制数字调制与解调原理 二进制振幅键控（2ASK）振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的概率为P，发送1符号的概率为1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表示为,其中:发送概率为P 发送概率为1-P,Ts是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲:,0 TS 其他,
2、则二进制振幅键控信号可表示为,2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通断键控信号（OOK信号）。对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)。,图 6 2 二进制振幅键控信号时间波型,图 6-3 二进制振幅键控信号调制器原理框图,图 6 4 二进制振幅键控信号解调器原理框图,图 6-52ASK信号非相干解调过程的时间波形,二进制移频键控（2FSK）在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号（2FSK信号）。二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键
3、控信号的叠加。若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f1，0符号对应于载波频率f2，则二进制移频键控信号的时域表达式为,图 6-6 二进制移频键控信号的时间波形,an=0,发送概率为P 1,发送概率为1-P(6.1-6)bn=0,发送概率为1-P 1,发送概率为P,bn是an的反码，即若an=1，则bn=0，若an=0，则bn=1。n和n分别代表第n个信号码元的初始相位。在二进制移频键控信号中，n和n不携带信息，通常可令n和n为零。因此，二进制移频键控信号的时域表达式可简化为,二进制移频键控信号的解调方法很多，有模拟鉴频法和数字检测法，有非相干解调方法也有相干解调方法。其解调原理是将二进制移频
4、键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号，分别进行解调，通过对上下两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。,图 6 7 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图,图 6 8 二进制移频键控信号解调器原理图(a)非相干解调;(b)相干解调,图 6-92FSK非相干解调过程的时间波形,图 6 10 过零检测法原理图和各点时间波形,二进制移相键控（2PSK）在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。通常用已调信号载波的 0和 180分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0。二进制移相键控信号的时域表达式为(6.1-9)其中,an与2AS
5、K和2FSK时的不同，在2PSK调制中，an应选择双极性，即 an=,1,发送概率为P-1,发送概率为1-P,若g(t)是脉宽为Ts,高度为1的矩形脉冲时，则有e2PSK(t)=cosct,发送概率为P-cosct,发送概率为1-P当发送二进制符号1时，已调信号e2PSK(t)取0相位，发送二进制符号0时，e2PSK(t)取180相位。若用n表示第n个符号的绝对相位，则有 n=0,发送 1 符号 180,发送 0 符号,这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对移相方式。,图 6 11 二进制移相键控信号的时间波形,图 6-122PSK信号的调制原理图,图 6-1
6、32PSK信号的解调原理图,图 6-142PSK信号相干解调各点时间波形,当恢复的相干载波产生180倒相时，解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反，解调器输出数字基带信号全部出错。这种现象通常称为“倒”现象。由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着180的相位模糊，所以2PSK信号的相干解调存在随机的“倒”现象，从而使得2PSK方式在实际中很少采用。为了解决2PSK信号解调过程的反向工作问题，提出了二进制差分相位键控(2DPSK)。,二进制差分相位键控（2DPSK）在2PSK信号中，信号相位的变化是以未调正弦载波的相位作为参考，用载波相位的绝对数值表示数字信息的，所以称为绝对移相。2DPSK方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为，可定义一种数字信息与之间的关系为=0,表示数字信息“0”,表示数字信息“1”,
