14
数字信息
绝对码 0 0 1 1 1 0 0 1
PSK
DPSK
相对码 0 0 0 1 0 1 1 1 015
相对移相：绝对码→相对码→绝对移相
载波
～
0
e (t) 0
φ
π
移相
s (t )
2PSK调制方框图
16
载波
～ 0
e (t) 0
π
φ
移相
码变换
s (t )
2DPSK调制方框图
17
2PSK信号的功率谱密度
第六章 数字调制系统
6.1 引言 6.2 二进制数字调制原理 6.3 二进制数字调制系统的抗噪声性能 6.4 多进制数字调制系统
1
6.1 引言
数字调制也称键控信号,有三种基本的调 制方式：ASK，FSK，PSK可看成是模 拟线性调制和角调制的特殊情况
载波 —— 正弦波 调制信号 —— 数字信号
2
6.2 二进制数字调制原理
6.2.1 二进制振幅键控（2ASK）
Amplitude Shift Keying
2ASK信号的产生
s (t )
乘法器
e (t) 0
co sct
co s t c ～
e (t) 0
s (t )
模拟幅度调制方法
键控方法
OOK On-Off Keying
3
s(t)ang(tnT s) n
p(f s
)fp (1 p )G (f)2 s
f2(1p)2 s
G (ms)f2(f
m)f s
m
根据矩形波形g（t）的频谱特点，对于
所有sp (1 p )G (f)2 fs2 (1 p )2 (f)G (0 )2
5
当P=1/2时
pE(f)1 1f6 s[G (f fc)2 G (f fc)2 ]
1 1 fs 6 2 G ( 0 )2 [(f fc )(f fc )
6
2ASK信号的功率谱由连续谱和 离散谱两部分组成
2ASK信号带宽是基带脉冲波 形带宽的两倍
7
6.2.2 二进制移频键控（2FSK） Frequency Shift Keying
f～ 1 f2 ～ s (t ) e (t) 0
sT(t) u（ T0t）发 发“ “ 1 0” ”
uT(t) Ac0 o c st
0tTs 其t它
20
接收端yi(t) u （ i tn ） （ itn ） （ i t） 发 发1 0 “ ” “ ”
加性高斯 白噪声
ui(t) ac0osct
0tT s 其t它
输入 BPF
半波或全
波整流器
1
s1
1
1 4[p s2(ff2)p s2(ff2)]
10
FSK功率谱密度同样由连续谱和离散
谱组成。离散谱出现在两个载频位置
pE( f )
2f s
0.8 fs
f
f 1
f 2
0
2
f 2f
0
s
f f
0
s
f 0
f f
0
s
f 2f
0
s
11
若两载频之差较小，如 f s
则连续谱出现单峰。
若两载频之差逐步增大，连续 谱将出现双峰。
22
1. 包络检波法的系统性能
包络 V ( t) [ a n ( t)2 ] n 2 ( t)
c
s
发“1” 时, 广义瑞利分布
V (t)n2(t)n 2(t)
18
当双极性基带信号“1” , “0”出现概率相等
则：pE(f)1 4fs[G (f fc)2 G (f fc)2 ]
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 2PSK信号的带宽与2ASK相同
19
6.3 二进制数字调制系统的抗 噪声性能
6.3.1 2ASK抗噪声性能 在一个码元持续时间内,发送端:
概率 P为 概率 1P 为
13
0相位发送0, π相位发送1. 发送端与接收端必须要有相同的相位参考.
若参考基准相位随机跳变,就会在接 收端发生错误的恢复,“倒π”现象。
2DPSK是利用前后相邻码元的相对 载波相位值去表示数字信息的一种方式。
相位偏移 ΔΦ
ΔΦ=π
数字信息“1”
ΔΦ=0
数字信息“0”
e (t) 0
s (t )
8
已调信号
e 0
(t
) a ng(tns) T co1 ts(n)
n
a ng (tns) T co2 ts (n)
n
式中，g（t）为单个矩形脉冲，脉宽为T s
0 以概P率 an 1 以概1率 P
0 以概1率 P
a n
1
p
n
n 分别是第n个信号码元的初相位与序
a n
10
以概P率 以概1率 P
e 0
(t
)
=
s
(t
)
co s t c
OOK信号有两种基本的解调方法：非相
干解调（包络检波法）、相干解调（同
步检测法）、
s (t )
e (t) 0
4
2ASK的功率谱密度
p E (f) 1 4 [p s(ffc) p s(f fc)]
S(t)是单极性的随机矩形脉冲序列
LPF
非相干方式
抽样 输出 判决器
定时脉冲
21
接收端带通滤波器后
y(t) u （ i tn ） ( t)n(t)
发1“ ” 发0 “ ”
n ( t ) n c ( t ) cc t o n s ( t ) s sc i tn
y(t) [a n cn (tc) (tc )c ] octo s ctn s s (n t) s( s t)s ic n tic n t 发 发 1 0 ” ” “ “
频带 f f f 2 f
21
s
12
6.2.3 2PSK，2DPSK Phase Shift Keying， Differential PSK
e 0
(t
)
[ang(tnsT )]coc st
n
an 11
以概P率 以概1率 P
g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲 在某一码元持续时间Ts 内观察
e0(t) ccoo sctsct
p E (f) 1 4 [p s(ffc) p s(f fc)]
由于 ang(tnTs)为双极性矩形基带 n 信号，故：
pE(f)f s p ( 1 p ) G ( [ f f c ) 2 G ( f f c ) 2 ]
1 4 f s 2 ( 1 2 p ) 2 G ( 0 ) 2 [( f f c ) ( f f c )
列n无关，反映在
e 0
(t
)
上，表现为
1
与
2
改变时，其相位是不连续的。
9
FSK信号常用解调方法有非相干检测法，相干 检测法，鉴频法，过零检测法，差分检波法等
e 0
(t
)
s1(t)co1 ts s2(t)co2 ts
为简明起见，没有考虑相位的影响
p(f) 1 [p(f f) p(f f)]
E
4s1