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文档简介

PAGE66.3二进制绝对相移键控与相对相移键控二进制相移键控是用二进制数字信息控制载波相位的一种数字调制方式。根据相位与数字信息的对应关系的不同,二进制相移键控分为两种:·二进制绝对相移键控(2PSK),它是以载波的两种不同初相位直接去表示相应的二进制数字信息的;·二进制相对相移键控(2DPSK),又称为差分相移键控。它是用前后相邻码元的相对载波相位值表示二进制数字信息的。6.3.12PSK与2DPSK的时域和频域分析一、2PSK基本原理1.2PSK信号波形及时域表达式对于2PSK而言,数字信息的“0”和“1”是固定地对应于两个不同的载波相位取值。例如,设第个码元的载波起始相位为,则规定:(6.3.按照式(6.3.1)的规定画出的2PSK信号波形如图6图6.3.12PSK信号波形从图6.3.1中可以看出,(6.3.式中,。其中:是脉冲宽度为的单个矩形脉冲,而随机变量的取值为2PSK信号也可以表示为如下形式2.2PSK信号的产生(1)模拟调制法由2PSK信号的表达式不难看出,2PSK信号可以表示成一个双极性不归零矩形基带信号与载波相乘,故可以利用乘法器来产生2PSK信号,如图6.双极性不归零码图双极性不归零码图6.3.22PSK信号的模拟调制法0开关电路载波图6.3.32PSK信号的键控法移相(2)键控法2PSK信号的键控法原理框图如图6.3.2PSK信号的功率谱密度重写2PSK信号的表达式如下:其中,为双极性矩形基带信号,其功率谱密度为于是,2PSK信号的功率谱密度可以写成(6.3.如图6.图6.3.42PSK信号的功率谱密度2PSK信号的频谱特点:·2PSK信号的功率谱同样由连续谱与离散谱两部分组成,但当时,没有离散谱;·其连续谱部分与2ASK信号的连续谱基本相同(仅相差一个常数因子)。因此,信号谱零点带宽(HZ)。·2PSK系统的频带利用率。4.2PSK信号的相干解调相干解调的方框图如图6.3.本地载波本地载波带通滤波输出定时脉冲BPFLPF采样判决图6.2PSK信号在相干解调过程中需要用到与接收的信号同频同相的相干载波,由于本地载波的载波相位是不确定的,因此,解调后所得的数字信号的符号也容易发生颠倒,这种现象称为相位模糊。故实际中一般不采用2PSK方式。二、2DPSK基本原理1.2DPSK信号波形及其产生方法相对相移键控是用前后相邻码元的相对载波相位值表示二进制数字信息的。仍以表示第个码元的载波起始相位,它的前一个码元载波的起始相位为,则前后相邻码元载波起始相位的相对变化值为:若设(6.3.则数字信息序列00111001的2DPSK信号波形如图6.图6.图中,设绝对码序列为,相对码序列为,则有或(6.3.5由图6.3.单纯从图6.3.6所示的波形上看,如果预先不知道相位键控是绝对的还是相对的(或预先不知道发端的数字信息符号序列是绝对码还是相对码),那么,2.2DPSK信号的产生(1)模拟调制法首先,对数字信息序列(绝对码)进行差分编码变换成相对码,再经单/双变换电路转换成双极性不归零码波形,然后进行绝对移相调制,如图6.图6.3.72DPSK信号的模拟调制法(2)键控法图6.3.82DPSK信号的键控法3.2DPSK信号的功率谱密度对于2DPSK信号,只需将2PSK信号表示式中的数字序列换成由绝对码变换成相对码后的数字序列,便可得到2DPSK信号表示式。因此,2DPSK信号功率谱密度的分布规律与2PSK信号相同,谱零点带宽也相同。4.2DPSK信号的解调(1)相干解调法2DPSK信号可以采用相干解调(又称为极性比较-码反变换解调方式),但必须把输出序列再变换成绝对码序列,其原理方框图如图6.图6.3.82DPSK信号的相干解调法从图6.3.8可以看出:因为(2)差分相干解调法差分相干解调法是直接将接收到的前后码元所对应的调相波进行相位比较,故又称相位比较法解调,其原理方框图如图6.3.图6.图中,采样判决器对其输入只要按如下判决规则进行判决,就可以恢复出原数字信息。(6.3.6.3.22PSK与2DPSK系统的抗噪声性能分析1.相干解调时2PSK系统的误码率相干接收时,2PSK系统的接收模型如图6.图6.由图6.3.10可见,在一个码元的持续时间(6.3.式中,高斯窄带噪声按相干解调原理,在相干解调器的输出为(6.3.于是,在采样判决时刻,对进行瞬时抽样,得到相应的样值为(6.3简写为(6.3.对比式(5.6.4)及式(5.6.5)可以看出,2PSK相干解调时抽样判决器的输入与双极性基带系统时相同,故由式(6.3.式中,。大信噪比下,即时,上式成为(6.3.2.相干解调时2DPSK系统的误码率有噪声时2DPSK信号的相干解调模型如图6.3.11所示。引用式(6.3.11图6.仍假设绝对码序列为,相对码序列为,并有上式表明,相对码的当前比特与前一比特均正确时,码变换的结果是正确;若相对码的当前比特与前一比特均错时,码变换的结果也是正确。因此,设2PSK的平均正确判决概率为,则2DPSK的平均正确判决概率为则相干解调时2DPSK系统的误码率为(6.3.在很小时,有(6.3.14从式(6.3.143.差分相干解调时2DPSK系统的误码率公式(6.3例6.3.1采用2DPSK信号在微波线路上传送二进制消息,已知码元传输速率波特,接收机输入端的高斯白噪声的单边功率谱密度W/Hz,要求不大于,试求:(1)采用差分相干解调时,接收机输入端所需的信号功率;(2)采用相干解调─码变换时,接收机输入端所需的信号功率。解:(1)接收端带通滤波器输出的噪声功率为对于差分相干解调的2DPSK系统,误码率与信噪比的关系为解出故接收机输入端所需的信号功率为(2)采用相干解调─码变换时查互补误差函数表,可得故接收机输入端所需的信号功率为该例题说明,差分相干解调所需输入信号的功率比相干解调大,但只差0.5dB;但解调电路简单得多,所以大都采用差分相干解调。作业:习题6-3、6-10补充习题6-21某数字传输系统采用2PSK方式传输二进制数字信息011011100。已知码元传输速率,接收端解调器输入信号幅度,信道加性噪声为高斯白噪声,且单边功率谱密度。(1)

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