数字调制技术1

1、项目三项目三 PSKPSK接收机设计和制作接收机设计和制作*任务分解：任务分解： 数字信号载波传输方式的选择数字信号载波传输方式的选择 PSK发射机的设计发射机的设计 PSK接收机的设计接收机的设计 任务一任务一任务二任务二任务三任务三任务一任务一：数字信号载波传输方式的选择：数字信号载波传输方式的选择数字调制类型：数字调制类型：振幅键控（振幅键控（ASK）频移键控（频移键控（FSK）移相键控（移相键控（PSK）载波信号载波信号:高频正弦波高频正弦波调制信号调制信号:数字基带信号数字基带信号(随机的脉冲序列随机的脉冲序列)数字调幅（数字调幅（ASK） 二进制振幅调制二进制振幅调制(2ASK)

2、2ASK信号的解调信号的解调2ASK信号带宽、功率谱信号带宽、功率谱数字调幅（数字调幅（ASK） 二进制振幅调制二进制振幅调制(2ASK)产生产生 2ASK信号的解调信号的解调2ASK信号带宽、功率谱信号带宽、功率谱1、数字调幅2、数字调频3、数字调相产生方法产生方法1. 模拟幅度调制法模拟幅度调制法2.键控法键控法模拟幅度调制法模拟幅度调制法键控法键控法数字调幅（数字调幅（ASK）动画展动画展示示数字调幅（数字调幅（ASK）产生方法）产生方法 2ASK信号的解调信号的解调一、非相干解调一、非相干解调(包络检波包络检波) 2ASK信号的解调信号的解调一、非相干解调一、非相干解调(包络检波包络检

3、波)滤除外界噪声滤除外界噪声干扰干扰 2ASK信号的解调信号的解调一、非相干解调一、非相干解调(包络检波包络检波)包络检波包络检波 2ASK信号的解调信号的解调一、非相干解调一、非相干解调(包络检波包络检波)滤除高频杂波滤除高频杂波 2ASK信号的解调信号的解调一、非相干解调一、非相干解调(包络检波包络检波)抽样取出数字抽样取出数字信号信号 2ASK信号的解调信号的解调一、一、相干解调相干解调(同步检波同步检波)滤除外界噪声滤除外界噪声干扰干扰 2ASK信号的解调信号的解调一、一、相干解调相干解调(同步检波同步检波)与载波相乘与载波相乘 2ASK信号的解调信号的解调一、一、相干解调相干解调(同

4、步检波同步检波)滤除高频杂波滤除高频杂波开始测试啦相干解调相干解调(包络检波包络检波)2ASK信号带宽信号带宽2ASK信号带宽是数字基带信号信号带宽是数字基带信号(脉冲波形脉冲波形)带宽的两倍。带宽的两倍。性能评价性能评价数字调频数字调频(FSK) 二进制调频工作原理二进制调频工作原理(2FSK) FSK信号的产生信号的产生FSK信号解调信号解调数字调频数字调频(FSK) 二进制调频工作原理二进制调频工作原理(2FSK) FSK信号的产生信号的产生FSK信号解调信号解调1、数字调幅2、数字调频3、数字调相(a) 键控法键控法(b) 波形信号波形信号二进制调频的工作原理二进制调频的工作原理动画展

5、动画展示示FSK信号的产生动画演示 FSK信号调解信号调解相干解调相干解调比较判决比较判决“0”和和“1”的值的值比较判决比较判决“0”和和“1”的值的值与两个载波相与两个载波相乘乘 FSK信号调解信号调解非相干解调非相干解调动画展动画展示示FSK包络解调开始测试啦2FSK解调测试一还有一题呢2FSK解调测试二性能评价性能评价数字调相数字调相(PSK) 二进制调相工作原理二进制调相工作原理(2PSK) PSK信号的产生信号的产生PSK信号解调信号解调2DPSK信号工作原理信号工作原理2DPSK信号调制与解调信号调制与解调数字调相数字调相(PSK) 二进制调相工作原理二进制调相工作原理(2PSK

6、) PSK信号的产生信号的产生PSK信号解调信号解调2DPSK信号工作原理信号工作原理2DPSK信号调制与解调信号调制与解调1、数字调幅2、数字调频3、数字调相二进制相移键控二进制相移键控(2PSK)基本原理基本原理表示式：表示式：)cos()(0tAts式式中中或或”时当发送“”时当发送“100”时当发送“”时当发送“1)cos(0)cos()(00tAtAts”时当发送“”时当发送“1cos0cos)(00tAtAts波形波形 “1 0 1”整数个周期：整数个周期：图图a和和c相位不连续相位不连续多半个周期：多半个周期：图图b和和d相位连续相位连续TTT“1”“1”“0”(c)(d)TTT

7、(a)(b)“1”“0”“1”0cost0cost0sint0sint产生方法 选择法：用开关电路去选择相位相差选择法：用开关电路去选择相位相差 的同频载波。的同频载波。相乘法：相乘法：电平电平变换变换NRZ动画展动画展示示2PSK信号的产生功率谱密度BNRZ它可看作一个它可看作一个特殊的特殊的2ASK信信号，其振幅分号，其振幅分别取别取A和和-A。(a) 2ASK信号的功率谱密度信号的功率谱密度(b) 2PSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度功率谱密度BNRZ它可看作一个特它可看作一个特殊的殊的2ASK信号，信号，其振幅分别取其振幅分别取A和和-A。(a) 2ASK信号的功率谱密度信号的功率

8、谱密度(b) 2PSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度说明2PSK和和2ASK信号功率谱密度比较：信号功率谱密度比较：两者带宽相同：两者带宽相同：B2ASK=B2PSK=2Bg2PSK信号没有离散分量信号没有离散分量 ，因而不能直接因而不能直接从接收信号中用滤波方法提取载波频率从接收信号中用滤波方法提取载波频率2PSK可看作一个抑制载波的可看作一个抑制载波的2ASK信号信号(DS-ASK) A2AA(a) 2ASK(c) 载波(b) 2PSK解调方法必须使用相干解调接收法必须使用相干解调接收法本地载波本地载波提取提取带通滤波带通滤波低通滤波低通滤波相相 乘乘抽样判决V(t)2PSK产生问题：相

9、干载波的相位模糊现象产生问题：相干载波的相位模糊现象(倒倒 现象现象)抽样判决器定时脉冲cosct输出anx(t)z(t)y1(t)yi(t)(a)an10112PSK信号本地载波z(t)tttttx(t)ttt1000定时脉冲抽样值anan10112PSK信号本地载波z(t)tttttx(t)ttt1011定时脉冲抽样值an(b)(c)BPFLPF倒倒 现象现象倒倒 现象解决方法现象解决方法产生原因产生原因本地载波本地载波提取提取带通滤波带通滤波低通滤波低通滤波相相 乘乘抽样判决V(t)2PSK 问题：问题：相干载波的相位相干载波的相位模糊现象模糊现象(倒倒 现象现象)2DPSK码元相位(

10、+ )0初始相位 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 11 1 1 0 0 1 1 0 1 基带信号 00000 0 00 0基本原理基本原理设设为当前码元和前一码元的相位之差：为当前码元和前一码元的相位之差：”时当发送“”时当发送“100则，信号可以表示为则，信号可以表示为Tttts0),cos()(02DPSK中的差中的差分编码与以前分编码与以前学过的什么编学过的什么编码相同码相同？动画演示2DPSK调制 bnan bn-1an bn bn-12DPSK信号的解调 相干解调相干解调(极性比较法极性比较法)法：法： “2PSK解调码反变换解调码反变换”本地载波本地载波提取提取相相 乘乘带通滤波带通滤波低通滤波低通滤波抽样判决抽样判决逆码变换逆码变换动画演示2DPSK信号的解调测试DPSK解调测试 二进制数字调制传输系统性能比较二进制数字调制传输系统性能比较 误码率曲线误码率曲线-6 -3 0 3 6 9 12 15 18信噪比信噪比r (dB)110-110-210-310-410-510-610-7Pe非相干非相干ASK相干相干ASK非相干非相干FSK相干相干FSK相干DPSK非相干非相干DPSKPSK2PSK2DPSK 相干相干 非相干非相干2F