第2章 数据信号的传输

1、第第2 2章章 数据信号的传输数据信号的传输第第2 2章章 数据信号的传输数据信号的传输v数据信号传输是数据通信的基本问题数据信号传输是数据通信的基本问题v三种传输方式：基带传输、频带传输和数字传输三种传输方式：基带传输、频带传输和数字传输v基带传输基带传输：不搬移基带信号频谱直接传输基带信：不搬移基带信号频谱直接传输基带信v号号v频带传输：频带传输：经过调制将基带信号的频谱搬移到相经过调制将基带信号的频谱搬移到相应的载频频带再进行传输应的载频频带再进行传输v数字数据传输：数字数据传输：在数字信道中传输数据信号在数字信道中传输数据信号v信道（信道（Channel）是通信系统中必不可少的）是通信

2、系统中必不可少的部分。信道是指以传输介质为基础的信号通部分。信道是指以传输介质为基础的信号通路。具体地说，信道是指由有线或无线电线路。具体地说，信道是指由有线或无线电线路提供的信号通路；抽象的说，路提供的信号通路；抽象的说，信道是指定信道是指定的一段频带，它让信号通过，同时又给信号的一段频带，它让信号通过，同时又给信号以限制和损害以限制和损害。信道的作用是传输信号。信道的作用是传输信号。v基带传输是指由数据终端设备（基带传输是指由数据终端设备（DTE）送出的二进制）送出的二进制“1” v或或“0”的电信号直接送到电路的传输方式。基带信号未经调制，的电信号直接送到电路的传输方式。基带信号未经调制

3、，可可v以经过码形变换（或波形变换）进行驱动后直接传输。基带信以经过码形变换（或波形变换）进行驱动后直接传输。基带信号号v的特点是频谱中的特点是频谱中含有直流、低频和高频分量含有直流、低频和高频分量，随着频率升高，随着频率升高，其其v幅度相应减小，最后趋于零。幅度相应减小，最后趋于零。基带传输多用在短距离的数据传基带传输多用在短距离的数据传输输v中，如近程计算机间数据通信或局域网中用双绞线或同轴电缆中，如近程计算机间数据通信或局域网中用双绞线或同轴电缆为为v介质的数据传输。介质的数据传输。v大多数传输信道是带通型特性，基带信号通不过大多数传输信道是带通型特性，基带信号通不过。采用调制。采用调制

4、v方法把基带信号方法把基带信号调制到信道带宽范围内进行传输调制到信道带宽范围内进行传输，接收端通过，接收端通过解解v调方法再还原出基带信号的方式，称为频带传输。这种方式可调方法再还原出基带信号的方式，称为频带传输。这种方式可实实v现远距离的数据通信，例如利用电话网可实现全国或全球范围现远距离的数据通信，例如利用电话网可实现全国或全球范围的的v数据通信。数据通信。v数字数据传输是利用数字话路传输数据信号的一种方式。例数字数据传输是利用数字话路传输数据信号的一种方式。例v如，利用如，利用PCM（脉冲编码调制）数字电话通路，每一个话路可（脉冲编码调制）数字电话通路，每一个话路可以以v传输传输64kb

5、it/s的数据信号，不需要调制，效率高，传输质量好，的数据信号，不需要调制，效率高，传输质量好，是是v数据通信很好的一种传输方式数据通信很好的一种传输方式。2.1 数据信号及特性描述v2.1.12.1.1数据序列的电信号表示数据序列的电信号表示v1 1 单极性不归零信号（单极性不归零信号（NRZNRZ），码元间隔内，），码元间隔内，用正电位表示用正电位表示1 1码，用零电位表示码，用零电位表示0 0码码v2 2 单极性归零信号，用宽度为单极性归零信号，用宽度为t t的正脉冲表示的正脉冲表示1 1，用零电位表示用零电位表示0 0v3 3 双极性不归零信号双极性不归零信号 分别用正和负表示分别用正

6、和负表示1 1和和0 0v4 4 双极性归零信号双极性归零信号 结合结合2 2和和3 3v5 5 差分信号差分信号 前后码元电位改变表示前后码元电位改变表示1 1，不变为，不变为0 02.1 数据信号及特性描述v2.1.2基带数据信号的功率谱特性v在通信中在通信中,除特殊情况除特殊情况(如测试信号如测试信号)外外,数数字基带信号通常都是字基带信号通常都是随机脉冲序列随机脉冲序列。因为。因为若在数字通信系统中所传输的数字序列不若在数字通信系统中所传输的数字序列不是随机的是随机的,而是确知的而是确知的,则消息就不携带任则消息就不携带任何信息何信息,通信就失去意义。通信就失去意义。v研究随机脉冲序列

7、的频谱研究随机脉冲序列的频谱,要从统计分析要从统计分析的角度出发的角度出发,研究它的功率谱密度。研究它的功率谱密度。 功率谱密度定义是：对于具有连续频谱和有限功率谱密度定义是：对于具有连续频谱和有限平均功率的信号或噪声，表示其频谱分量的单位带宽平均功率的信号或噪声，表示其频谱分量的单位带宽功率的频率函数。功率的频率函数。 在物理学中，信号通常是波的形式，例如电磁波、在物理学中，信号通常是波的形式，例如电磁波、随机振动或者声波。当波的频谱密度乘以一个适当的随机振动或者声波。当波的频谱密度乘以一个适当的系数后将得到每单位频率波携带的功率，这被称为信系数后将得到每单位频率波携带的功率，这被称为信号的

8、功率谱密度或者谱功率分布。功率谱密度的单位号的功率谱密度或者谱功率分布。功率谱密度的单位通常用每赫兹的瓦特数（通常用每赫兹的瓦特数（W/Hz）表示，或者使用波）表示，或者使用波长而不是频率，即每纳米的瓦特数（长而不是频率，即每纳米的瓦特数（W/nm）来表示。）来表示。 上面能量谱密度的定义要求信号的傅里叶变换必上面能量谱密度的定义要求信号的傅里叶变换必须存在，也就是说信号平方可积或者平方可加。如果须存在，也就是说信号平方可积或者平方可加。如果信号可以看作是平稳随机过程，那么功率谱密度就是信号可以看作是平稳随机过程，那么功率谱密度就是信号自相关函数的傅里叶变换。信号自相关函数的傅里叶变换。 v傅

9、里叶分析的结果之一就是Parseval定理，这个定理表明能量谱密度曲线下的面积等于信号幅度平方下的面积，总的能量是：2.1.2基带数据信号的频谱特性v随机信号的功率谱密度是随机信号的功率谱密度是用来描述信号的能量特征随用来描述信号的能量特征随频率的变化关系。频率的变化关系。v功率谱密度简称为功率谱，是自相关函数的傅里叶变功率谱密度简称为功率谱，是自相关函数的傅里叶变换。对功率谱密度的估计又称功率谱估计。换。对功率谱密度的估计又称功率谱估计。v由于随机信号的随机性，各样本函数不同，故任一样由于随机信号的随机性，各样本函数不同，故任一样本函数对应的功率谱密度函数都不能用来代表随机过本函数对应的功率

10、谱密度函数都不能用来代表随机过程的功率谱密度函数。程的功率谱密度函数。因此，只有将所有可能出现的因此，只有将所有可能出现的每一个样本函数的功率谱密度函数的统计平均值作为每一个样本函数的功率谱密度函数的统计平均值作为随机过程的功率谱密度函数才是合理的。随机过程的功率谱密度函数才是合理的。2.1.2基带数据信号的频谱特性v通常把来自计算机、电传机、传真机等数据通常把来自计算机、电传机、传真机等数据终端设备的信号称为基带数据信号。基带数终端设备的信号称为基带数据信号。基带数据信号的主要特征是：信号的主要能量都集据信号的主要特征是：信号的主要能量都集中在从零频（直流）或非常低的频率开始，中在从零频（直

11、流）或非常低的频率开始，至某频率的频带范围内。至某频率的频带范围内。这种数据信号所占这种数据信号所占的频段不是低通型频带就是带通型频带。的频段不是低通型频带就是带通型频带。如如果是带通型，则其下限频率也是在距零频不果是带通型，则其下限频率也是在距零频不远处。远处。2.1.2基带数据信号的频谱特性v傅立叶变换能将满足一定条件的某个傅立叶变换能将满足一定条件的某个函数函数表表示成三角函数（正弦和示成三角函数（正弦和/或余弦函数）或者它或余弦函数）或者它们的积分的线性组合。们的积分的线性组合。 v傅里叶变换是一种分析信号的方法，它可分傅里叶变换是一种分析信号的方法，它可分析信号的成分，也可用这些成分

12、合成信号。析信号的成分，也可用这些成分合成信号。许多波形可作为信号的成分，比如正弦波、许多波形可作为信号的成分，比如正弦波、方波、锯齿波等，傅里叶变换用正弦波作为方波、锯齿波等，傅里叶变换用正弦波作为信号的成分。信号的成分。 v1. 基带数据信号的一般表示式基带数据信号的一般表示式v 一般令一般令g1 (t)代表二进制数据符号的代表二进制数据符号的“0”,g2 (t)代代表表“1”,码元的时间间隔为码元的时间间隔为T。 假设数据序列出现假设数据序列出现“0”,“1”概率分别为概率分别为P和和1-P,且认为它们的出现彼此且认为它们的出现彼此统计独立统计独立,则基带数据信号可表示为则基带数据信号可

13、表示为v2. 基带数据信号的功率谱密度基带数据信号的功率谱密度v(1) 基本分析基本分析v利用随机信号的分析方法可得随机数据信号序列的利用随机信号的分析方法可得随机数据信号序列的功率谱密度表示式为功率谱密度表示式为kkTtgtf)()(nssssnffnfGPnfPGffp)()()1 ()()(2212221)()()1 (fGfGPPfsv几种数据序列的功率谱密度几种数据序列的功率谱密度 v（1）单极性归零序列）单极性归零序列v功率谱密度为功率谱密度为v（2）双极性归零序列）双极性归零序列v功率谱密度为功率谱密度为v（3）双极性不归零序列）双极性不归零序列v功率谱密度为功率谱密度为v分析系

14、带数据信号的功率谱意义有：分析系带数据信号的功率谱意义有：v1 研究能否获取时钟频率分量研究能否获取时钟频率分量v2 大致了解传播数据信号所需基带宽度大致了解传播数据信号所需基带宽度v3 判断能否用基带传输判断能否用基带传输2.2 数据信号的基带传输v数据终端输出的数据信号代码序列为基带数据信号，数据终端输出的数据信号代码序列为基带数据信号，基带数据信号的主要特征是：信号的主要能量是集中基带数据信号的主要特征是：信号的主要能量是集中于于 0 开始至某一频率带。开始至某一频率带。 这种基带数据信号所占的这种基带数据信号所占的通型频带即为基带。通型频带即为基带。不搬移基带信号频谱的传输方式不搬移基

15、带信号频谱的传输方式为基带传输。为基带传输。v2.2.1 2.2.1 基带数据传输构成模型基带数据传输构成模型v基带传输系统的基本原理框图基带传输系统的基本原理框图,如图如图2-6所示。所示。v图中，发送滤波器的作用是限制信号频带并起波形形图中，发送滤波器的作用是限制信号频带并起波形形v成作用；信道是信号的传输媒介，可以是各种形式的成作用；信道是信号的传输媒介，可以是各种形式的电、电、v缆；接收滤波器用来滤除带外噪声和干扰，并起波形缆；接收滤波器用来滤除带外噪声和干扰，并起波形形形v成作用；均衡器用来均衡信道特性不理想成作用；均衡器用来均衡信道特性不理想,采样判决采样判决器器v的作用是恢复发送

16、的数码的作用是恢复发送的数码.由于有噪声和码间干扰恢由于有噪声和码间干扰恢复复v的数码可能有差别，故判决输出用另外的符号表示。的数码可能有差别，故判决输出用另外的符号表示。我我v们将研究从们将研究从 1 点到点到 2 点之间的传输特性。点之间的传输特性。v 如何从如何从2点的波形中准确的进行判决，从而恢复发送点的波形中准确的进行判决，从而恢复发送v的数据序列，这是基带传输所要研究的主要问题。的数据序列，这是基带传输所要研究的主要问题。 v2.2.2 几种基带形成网络v1 理想低通网络v假定图假定图2-6中中1-2点的系统传输特性是理想低通传输特性，如图点的系统传输特性是理想低通传输特性，如图2

17、-7所示。所示。 其传递函数可表示为其传递函数可表示为v 据信号与传输理论可知，网络对单位冲激脉冲的响应，就据信号与传输理论可知，网络对单位冲激脉冲的响应，就是网络传递函数的傅立叶反变换，即是网络传递函数的傅立叶反变换，即 v3 3 部分响应系统部分响应系统v1. 基本原理基本原理v 部分响应形成系统是一种可实现的传输系统，部分响应形成系统是一种可实现的传输系统，它允许存在一定的、受控的码间干扰，而在接收端它允许存在一定的、受控的码间干扰，而在接收端可以加以消除，这样的系统既能使频带利用率提高可以加以消除，这样的系统既能使频带利用率提高到理论上的最大值，又可近似地物理实现。这类系到理论上的最大

18、值，又可近似地物理实现。这类系统称为部分响应形成系统。统称为部分响应形成系统。v2.第一类部分响应形成系统第一类部分响应形成系统v 这里采用两个在时间错开的这里采用两个在时间错开的 波形相加，波形相加，即系统的冲激响应为即系统的冲激响应为tftfNN22sinv2.2.3 时域均衡v1. 时域均衡的作用v 时域均衡的思路是时域均衡的思路是消除消除接收的时域信号波接收的时域信号波形的取样点处的形的取样点处的码间干扰码间干扰,并不要求传输波形的并不要求传输波形的所有细节都与奈氏准则所要求的理想波形完全所有细节都与奈氏准则所要求的理想波形完全一致。一致。v2.时域均衡的基本原理v 时域均衡器主要是由

19、横截滤波器构成时域均衡器主要是由横截滤波器构成,它是它是由多级抽头迟延线、可变增益电路和求和器组由多级抽头迟延线、可变增益电路和求和器组成的线性系统成的线性系统,构成结构图如图构成结构图如图2-15所示。所示。v2 时域均衡的基本原理v3 注意分析例2-2v2.2.4 2.2.4 数据序列的扰乱与解扰数据序列的扰乱与解扰v1 扰乱与解扰的作用v 所谓扰乱所谓扰乱,就是将输入数据序列按某就是将输入数据序列按某种规律变换成长周期序列种规律变换成长周期序列,使之具有使之具有足够足够的随机性。的随机性。v 经过扰乱的数据序列通过系统传输后经过扰乱的数据序列通过系统传输后,在接收端还要还原成原始数据序列

20、在接收端还要还原成原始数据序列,这就这就需要在接收端进行扰乱的逆过程需要在接收端进行扰乱的逆过程解解扰。扰。 v2 基本原理v 最有效的数据序列扰乱方法是用一个最有效的数据序列扰乱方法是用一个随机序列与输入数据序列进行逻辑加随机序列与输入数据序列进行逻辑加,这这样就能把任何输入数据序列变换为随机样就能把任何输入数据序列变换为随机序列。序列。v扰乱器与解扰器原理如图扰乱器与解扰器原理如图2-17所示。所示。v2.2.5数据传输系统中的时钟同步v 数据传输系统接收端就需要有一个定时时钟信号，数据传输系统接收端就需要有一个定时时钟信号，并对这定时时钟信号的要求是：并对这定时时钟信号的要求是：定时时钟

21、信号速率与定时时钟信号速率与接收信号码元速率完全相同，接收信号码元速率完全相同，并使定时时钟信号与接并使定时时钟信号与接收信号码元保持固定的最佳相位关系。接收端获得或收信号码元保持固定的最佳相位关系。接收端获得或产生符合这一要求的定时时钟信号的过程称为时钟同产生符合这一要求的定时时钟信号的过程称为时钟同步，或称为位同步或比特同步。步，或称为位同步或比特同步。v 在数据通信系统中通常是采用时钟提取的方法实在数据通信系统中通常是采用时钟提取的方法实现时钟同步，时钟提取的现时钟同步，时钟提取的 方法分为两类：自同步法和方法分为两类：自同步法和外同步法，在基带数据传输中，多数场合是采用自同外同步法，在

22、基带数据传输中，多数场合是采用自同步法。步法。2.3 数据信号的频带传输v 频带传输又称调制传输。电话网传输信道是带通型频带传输又称调制传输。电话网传输信道是带通型信道。信道。 通带范围是通带范围是3003400,带通型信道不适合于带通型信道不适合于直接传输基带信号，需要对基带信号进行调制以实直接传输基带信号，需要对基带信号进行调制以实现频谱搬移使信号频带适合于信道频带。现频谱搬移使信号频带适合于信道频带。v理想低通信道理想低通信道“就是信号的所有低频分量，只要其频就是信号的所有低频分量，只要其频率不超过某个上限值，都能够不失真地通过此信道。率不超过某个上限值，都能够不失真地通过此信道。而频率

23、超过该上限值的所有高频分量都不能通过该而频率超过该上限值的所有高频分量都不能通过该信道。信道。带通信道只允许上下限之间带通信道只允许上下限之间 的信号频率成分不失真的信号频率成分不失真的通过，其他频率成分不能通过。的通过，其他频率成分不能通过。 2.3 数据信号的频带传输v频带传输系统与基带传输系统的区别在于：频带传输系统与基带传输系统的区别在于：频频带带v传输系统在发送端增加了调制，在接收端增加传输系统在发送端增加了调制，在接收端增加了了v解调，以实现信号的频带搬移。解调，以实现信号的频带搬移。v基带传输和频带传输主要是由于传输的信道不基带传输和频带传输主要是由于传输的信道不v同，频带传输需

24、要对信号进行调制。同，频带传输需要对信号进行调制。v 2.3 数据信号的频带传输v调制的定义：用基带信号对载波波形的某些参数进调制的定义：用基带信号对载波波形的某些参数进v行控制，使这些参量随基带信号的变化而变化。行控制，使这些参量随基带信号的变化而变化。v 所谓调制，就是在基带数据信号上附加一个载所谓调制，就是在基带数据信号上附加一个载v波，通过载波的帮助使基带信号在带通信道上传输，波，通过载波的帮助使基带信号在带通信道上传输，v就如我们骑马上山，马就相当于载波。频带传输又就如我们骑马上山，马就相当于载波。频带传输又称称v调制传输，它主要适用于电话网信道的传输。调制传输，它主要适用于电话网信

25、道的传输。v用以调制的基带信号是数字信号，所以又称为数字用以调制的基带信号是数字信号，所以又称为数字调制。调制。2.3 数据信号的频带传输v在调制解调器中都在调制解调器中都选择正弦（或余弦）信号选择正弦（或余弦）信号v作为载波作为载波。这是因为正弦信号形式简单，便。这是因为正弦信号形式简单，便于于v产生和接受，且由于正弦信号有幅度、频率、产生和接受，且由于正弦信号有幅度、频率、v相位相位3种基本参量，因此可以构造数字调幅、种基本参量，因此可以构造数字调幅、v数字调相和数字调频数字调相和数字调频3种基本调制方式种基本调制方式。2.3.1频带传输系统的构成v频带传输系统与基带传输系统的区别在于频带

26、传输系统与基带传输系统的区别在于在发送端增加了在发送端增加了调制调制，在接收端增加了解，在接收端增加了解调，以实现信号的频带搬移，调制和解调调，以实现信号的频带搬移，调制和解调合起来称为合起来称为Modem。v 当基带信号为二进制时，所进行的数字当基带信号为二进制时，所进行的数字调调v制就是二进制数字调制，常见的有二进制制就是二进制数字调制，常见的有二进制振振v幅键控幅键控2ASK、频移键控、频移键控2FSK和相移键控和相移键控v2PSK及差分相移键控及差分相移键控2DPSK。2.3.2数字调幅v以基带数据信号控制一个载波的幅度，称为以基带数据信号控制一个载波的幅度，称为v数字调幅，又称幅移键

27、控，数字调幅，又称幅移键控，ASK。v 1. 二进制数字调幅二进制数字调幅v幅度键控可以通过幅度键控可以通过乘法器乘法器和和开关电路开关电路来实现。载波来实现。载波在在v数字信号数字信号1或或0的控制下通或断，在信号为的控制下通或断，在信号为1的状态的状态载载v波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的的v状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。v那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数v字信号的字信号的1和和0。对于二进制幅度键控信号的频带宽。对于

28、二进制幅度键控信号的频带宽v度为二进制基带信号宽度的两倍。度为二进制基带信号宽度的两倍。v幅移键控法幅移键控法(ASK)的载波幅度是的载波幅度是随着调制随着调制v信号而变化的信号而变化的， 其最简单的形式是，载波其最简单的形式是，载波在在v二进制调制信号控制下通断，二进制调制信号控制下通断， 此时又可称此时又可称作作v开关键控法开关键控法(OOK)。2 多进制数字调幅v多电平多电平MASK调制方式是一种比较高效的传调制方式是一种比较高效的传输方式，但由于它的抗噪声能力较差，尤其输方式，但由于它的抗噪声能力较差，尤其是抗衰落的能力不强，因而一般只适宜在恒是抗衰落的能力不强，因而一般只适宜在恒参信

29、道下采用。参信道下采用。 2.3.3数字调相v 以基带数据信号控制载波的相位，称为数字调相，又称相以基带数据信号控制载波的相位，称为数字调相，又称相移键控，简写为移键控，简写为PSK。v 1. PSK信号及功率谱密度信号及功率谱密度v 按按PSK的基本定义可画出如图的基本定义可画出如图2-46所示数据信号与所示数据信号与PSK信号信号v的对应波形。图中的对应波形。图中2-46 (a)是信号序列；是信号序列；2-46 (b)是未调载波是未调载波信信v号号 ，2-44 (c)为二相绝对调相信号，记为为二相绝对调相信号，记为2PSK；2-46 (d)v为二相对调相信号，或称差分调相信号，记为为二相对

30、调相信号，或称差分调相信号，记为2DPSK。tccosv数字调相信号功率谱密度就是载波频率为数字调相信号功率谱密度就是载波频率为fc的抑的抑制制v载波的双边带谱，与抑制载波的载波的双边带谱，与抑制载波的2ASK功率谱相功率谱相v同，也是双边带带宽。同，也是双边带带宽。v (2) 2PSK信号的产生和解调信号的产生和解调 v图图2-47 (a)给出的是一种用相位选择法产生给出的是一种用相位选择法产生2PSKv信号的原理框图。信号的原理框图。v这种这种2PSK信号的解调存在一个问题，即信号的解调存在一个问题，即2分频器电分频器电路路v输出存在相位不定性或称相位模糊问题。输出存在相位不定性或称相位模

31、糊问题。 v当二分频器电路输出的相位为当二分频器电路输出的相位为00或或1800不定时，相不定时，相干干v解调的输出基带信号就会存在解调的输出基带信号就会存在0或或1倒相现象，这就倒相现象，这就是是v二相绝对调相，即二相绝对调相，即2PSK方式不能直接应用的原因所方式不能直接应用的原因所在。在。v解决这一问题的方法就是采用相对调相，即解决这一问题的方法就是采用相对调相，即2DPSK式。式。 v(3)2DPSK信号的产生和解调信号的产生和解调v 2DPSK信号的产生信号的产生v根据根据2DPSK信号和信号和2PSK信号的内在联系，只要将输入的基信号的内在联系，只要将输入的基带带v数据序列变换成相

32、对序列，即差分码序列，然后用相对序列数据序列变换成相对序列，即差分码序列，然后用相对序列去去v进行绝对调相，便可得到进行绝对调相，便可得到2DPSK信号。信号。 v 2DPSK信号的解调信号的解调 v2DPSK的解调通常采用极性比较法，极性比较法是对的解调通常采用极性比较法，极性比较法是对2DPSK信信v号先进行号先进行2PSK解调，然后用码变换器将差分码变为绝对码。解调，然后用码变换器将差分码变为绝对码。在在v进行进行2PSK解调时，可能会出现解调时，可能会出现“1”，“0”倒相现象，但变倒相现象，但变换为绝换为绝v对码后的码序列是唯一的，即与倒相无关。对码后的码序列是唯一的，即与倒相无关。

33、v2.多相调相及频带利用率多相调相及频带利用率v(1)四进制调相四进制调相v四相调相，即四相调相，即4PSK，是用载波的四种不同相位来表征传送的，是用载波的四种不同相位来表征传送的数据信息。如前所述，在数据信息。如前所述，在4PSK调制中，首先对输入的二进制调制中，首先对输入的二进制数据进行分组，将二位数字编成一组，即构成双比特码元。数据进行分组，将二位数字编成一组，即构成双比特码元。k比特码元有比特码元有2k种组合，即有种组合，即有2k种不同状态，故可以用种不同状态，故可以用m= 2k种种不同相位或相位差来表示，对于不同相位或相位差来表示，对于k=2, 则则m22=4，故称为，故称为 四四相

34、调相。我们把组成双比特码元的前一信息比特用相调相。我们把组成双比特码元的前一信息比特用A代表，后代表，后一信息比特用一信息比特用B代表，并按格雷码排列，以便提高传输的可靠代表，并按格雷码排列，以便提高传输的可靠性。按国际统一标准规定，双比特码元与载波相位的对应关系性。按国际统一标准规定，双比特码元与载波相位的对应关系有两种，称为有两种，称为A方式和方式和B方式，它们的对应关系如表方式，它们的对应关系如表2-1所示，所示，它们之间的矢量关系如图它们之间的矢量关系如图2-53所示。所示。双比特码元 载波相位A BA方式B方式0 01 0 1 10 1 0 /2 3/2 5/47/4/43/4双比特

35、码元 载波相位A BA方式B方式0 01 0 1 10 1 0 /2 3/2 5/47/4/43/42)多相调相的频带利用率。多相调相的频带利用率为1log12Mk2.3.4 数字调频v用基带数据信号控制载波的频率，称为数字调频，又称频移键控用基带数据信号控制载波的频率，称为数字调频，又称频移键控(FSK)。v12FSK信号及功率谱密度信号及功率谱密度v(1)2FSK信号信号v 二进制移频键控就是用二进制数字信号控制载波频率二进制移频键控就是用二进制数字信号控制载波频率f1，当传送，当传送“1”码时输出频率码时输出频率 ；当传送；当传送“0”码时输出频率码时输出频率f0。v(2) 2FSK信号

36、功率谱密度（相位不连续的）信号功率谱密度（相位不连续的）v 2FSK信号的功率谱密度，是两个不抑制载波的信号的功率谱密度，是两个不抑制载波的2ASK信号的功率谱密信号的功率谱密度的合成度的合成,如图如图2-57所示。所示。图图2-43相位不连续的相位不连续的2FSK信号的功率谱密信号的功率谱密度度v22FSK信号的产生和解调信号的产生和解调v (1)2FSK信号的产生信号的产生v 2FSK信号的产生可用两个数字调幅信信号的产生可用两个数字调幅信号相加的办法产生。如图号相加的办法产生。如图2-58所示，就是所示，就是相位不连续的相位不连续的2FSK信号产生的原理图。信号产生的原理图。v图图2-5

37、8 (b)为相位连续的为相位连续的2FSK信号产生的原理图信号产生的原理图,利利用数据信号的用数据信号的“1”和和“0”的电压的不同控制一个可的电压的不同控制一个可变频率的电压控制振荡器以产生两个不同频率的信变频率的电压控制振荡器以产生两个不同频率的信号号f1和和f0，这时两个频率变化时相位就是连续的。，这时两个频率变化时相位就是连续的。v(2) 2FSK信号的解调信号的解调v 这里讨论两种简单的这里讨论两种简单的2FSK的解调方法，如图的解调方法，如图2-60所所示。示。v图图2-60 (a)是采用分路选通滤波器进行是采用分路选通滤波器进行2FSK信号的非相干解调，当信号的非相干解调，当2FSK信号的频偏较大信号的频偏较大时，可以把时，可以把2FSK信号当作两路不同载频的信号当作两路不同载频的2ASK信号接收。图信号接收。图2-60 (b)是采用鉴频解调是采用鉴频解调方法的简单框图。方法的简单框图