现代数字调制解调技术要点PPT课件

1、1 抑制载波的双边带调制 目的：提高频带和功率利用率 2ASK信号的频谱中包含载频分量和边带分量，而载波分量并不携带信息，但它却占有了大部分功率；可以将它完全抑制掉，将有效的功率全部用到边带传输上去从而提高了调制效率。第1页/共27页 将基带信号采用双极性矩形脉冲序列，则基带信号中就没有直流分量，调制后ASK信号就不包含载波分量，成为抑制载波的双边带调制信号（DSB:Double-Sided Band）。第2页/共27页2 正交幅度调制（QAM）利用两个独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制（DSB），实现两路并行传输又称为正交双边带调制(Quadratic Ampli

2、tude Modulation )。实际包括幅度、相位的变化正交调制：第3页/共27页 方型QAM星座 (a) 4QAM； (b) 16QAM; (c) 64QAM(c)(b)dmem(a)dmememdm第4页/共27页 QAM调制器的工作原理 发送数据在比特符号编码器内被分成两路(速率各为原来的12)，分别与一对正交调制分量相乘，求和后输出。与其它调制技术相比,QAM编码具有能充分利用带宽、抗噪声能力强等优点第5页/共27页 QAM调制解调原理框图 (a) QAM调制框图； (b) QAM解调框图 2到 L电平变换预调制LPFcosctAm2到 L电平变换预调制LPFBmsinct已调信号

3、输出y(t)串 / 并变换(a)(b)L到 2电平变换多电平判决LPF定时恢复L到 2电平变换多电平判决LPF载波恢复并 / 串变换第6页/共27页 QAM高的频带利用率是牺牲抗干扰性获得的，因为电平数越多，则星座点数越多，电平间隔越小，一点小的干扰就会引起误码，把某个相位点判断成相邻另一相位点，造成解调出的数字信息出错.因此不是电平数越多越好。第7页/共27页3 幅度相位混合调制 幅度相位混合调制（APK，Amplitude Phase Keying）就是用基带信号同时控制载波的振幅和相位变化的一种数字调制方式，这种方式既可提高频带的利用率，又可获得较高的效率。例如对于4DPSK信号若采用两

4、种电平幅度，则可得到8种状态，频带利用率提高了一倍。 第8页/共27页式中g(t)是宽度为TS的单个矩形脉冲)cos()()(0nnsntnTtgatSNNnPPPaaaa概率为概率为概率为2121MMnPPP2121概率为概率为概率为第9页/共27页 则APK信号的可能状态数为NM。上式还可改写成另一种形式 式中 An=ancosn，Bn=-ansinn。 tnTtgatnTtgatSnnsnnnsn00sinsin)(coscos)()(tnTtgBtnTtgAnsnnsn00sin)(cos)(第10页/共27页 由上面式子可以看出，APKAPK信号可看成是两个正交调制信号之和。由这个意

5、义上说，前面介绍的正交幅度调制QAMQAM信号也是APKAPK信号的一种。16QAM16QAM信号矢量端点图如下图所示，它是利用了三个不同的幅值和1212个不同的相位来对应1616个不同的状态。 第11页/共27页16QAM信号第12页/共27页 三个幅值第13页/共27页1212个不同的相位 3X4=123X4=12第14页/共27页5 5 最小频移键控（MSKMSK） 利用频率选择法产生的FSK信号，一般情况下，在频率转换点上的相位是不连续的，使信号功率谱产生很大的旁瓣分量，带限后会引起包络起伏。为了克服上述缺点，出现了FSK信号的相位始终保持连续变化的调制方式，称为相位连续的频移键控。第

6、15页/共27页相位连续的FSKFSK信号)(cos)cos()(00d0ttAttAtS第16页/共27页 本 章 小 结 信号经调制后再传输的方式称为频带传输。在数据通信中采用的是数字调制，实现数字调制的方法有幅度调制、频率调制、相位调制等。 幅度调制利用数字基带信号控制载波的幅度来传送信息。常用的幅度调制方式有二进制振幅键控调制（2ASK）、多进制振幅键控调制（MASK）、双边带抑制载波调制（DSBSC）及正交幅度调制（QAM）等。对于幅度调制信号的解调方法有两种，即相干解调和非相干解调。 第17页/共27页 频率调制利用数字基带信号控制载波的频率来传递信息。常用的频率调制方式有二进制频

7、移键控调制（2FSK）、多进制频移键控调制（MFSK）及最小频移键控（MSK）等。对于频率调制信号的解调方法分为相干解调和非相干解调两类。非相干解调又包含最佳非相干解调法、分路滤波法、鉴频器法、过零检测法及差分检波法等多种方法。 第18页/共27页 相位调制利用数字基带信号控制载波的相位变化来传递信息。常用的相位调制方式有绝对移相的相移键控（PSK）和相对移相的相移键控（DPSK）。对于PSK信号采用相干解调方法，而DPSK信号的解调方法有极性比较法和相位比较法两种。 第19页/共27页 为了获得较好的频带利用率和功率利用率，可采用幅度相位混合调制（APK）方式，即对载波的振幅和相位同时进行数

8、字调制的方式，适用于高效率的通信方式中. . 第20页/共27页 例1：设发送数字信息为10110010，试分别画出2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK波形示意图。 第21页/共27页第22页/共27页数据发送方式分类 模拟数据用模拟信号发送 频谱变换 例如模拟电话 数字数据用数字信号发送 - 编码(近距离通信才用，远距离使用其它三种方式) 模拟数据用数字信号发送 - 采样 例如IP电话 数字数据用模拟信号发送 - 调制 例如电话拨号第23页/共27页数字数据 - 数字信号00110+0正正负负正正负负正正负负二进制编码二进制编码不归零制编码不归零制编码曼彻斯特编码曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码第24页/共27页模拟数据 - 数字信号采样采样编码编码模拟数据模拟数据数字信号数字信号时间量化时间量化幅值量化幅值量化采样间隔采样间隔Ts 2 fc000001010011100101110111数字数字信道信道解码解码恢复恢复模拟数据模拟数据数字信号数字信号数字信号数字信号模拟数据模拟数据第25页/共27页数字数据 - 模拟信号 载波f(t) = Am Cos(Wmt + m) 调制方法 调幅，用两个幅度不同的载波