第5章數(shù)字信號的頻帶傳輸

1、載波調(diào)制是按基帶信號的變化規(guī)律去載波調(diào)制是按基帶信號的變化規(guī)律去改變載波某些參數(shù)的過程。調(diào)制的載波可改變載波某些參數(shù)的過程。調(diào)制的載波可以分為兩類：一類用正弦型信號，稱為正以分為兩類：一類用正弦型信號，稱為正弦載波調(diào)制；一類用脈沖串，稱為脈沖調(diào)弦載波調(diào)制；一類用脈沖串，稱為脈沖調(diào)制?；鶐盘栆部煞譃閮深悾阂活愂悄M制。基帶信號也可分為兩類：一類是模擬信號，即基帶信號的取值是連續(xù)的，稱為信號，即基帶信號的取值是連續(xù)的，稱為模擬調(diào)制；另一類是數(shù)字信號，即基帶信模擬調(diào)制；另一類是數(shù)字信號，即基帶信號的取值是離散的，稱為數(shù)字調(diào)制。號的取值是離散的，稱為數(shù)字調(diào)制。載波選用正弦型載波，基帶信號為模載波選用

2、正弦型載波，基帶信號為模擬信號，設(shè)正弦型載波為擬信號，設(shè)正弦型載波為s（t）=Acos（ct+0）式中式中A載波的幅度載波的幅度c載波角頻率載波角頻率0載波的初始相位載波的初始相位若基帶信號為若基帶信號為m（t），），則幅度調(diào)制信則幅度調(diào)制信號（已調(diào)信號）一般可表示成號（已調(diào)信號）一般可表示成Sm（t）=Am（t）cos（ct+0） ccmmMMAtSFS2如果輸入的基帶信號如果輸入的基帶信號m（t）帶直流分帶直流分量，則它可以表示為量，則它可以表示為m0與與m（t）之和，其之和，其中，中， m0是是m（t）的直流分量，的直流分量，m（t）是是表示消息變化的交流分量。表示消息變化的交流分量。在

3、圖在圖5-2中，如果輸入的基帶信號沒有中，如果輸入的基帶信號沒有直流分量，或?qū)⒅绷鞣至恳种频?，且直流分量，或?qū)⒅绷鞣至恳种频?，且H（）同上，則得到的輸出信號便是無載波分量同上，則得到的輸出信號便是無載波分量的雙邊帶調(diào)制信號，或稱雙邊帶抑制載波的雙邊帶調(diào)制信號，或稱雙邊帶抑制載波（DSB-SC）調(diào)制信號，簡稱調(diào)制信號，簡稱DSB信號。信號。圖圖5-2 線性調(diào)制器的一般模型線性調(diào)制器的一般模型雙邊帶調(diào)制信號包含有兩個邊帶，即雙邊帶調(diào)制信號包含有兩個邊帶，即上、下邊帶。由于這兩個邊帶包含的信息上、下邊帶。由于這兩個邊帶包含的信息相同，因而，從信息傳輸?shù)慕嵌葋砜紤]，相同，因而，從信息傳輸?shù)慕嵌葋砜紤]，

4、傳輸一個邊帶就夠了。所謂單邊帶調(diào)制，傳輸一個邊帶就夠了。所謂單邊帶調(diào)制，就是只產(chǎn)生一個邊帶的調(diào)制方式。就是只產(chǎn)生一個邊帶的調(diào)制方式。殘留邊帶調(diào)制是介于雙邊帶與單邊帶殘留邊帶調(diào)制是介于雙邊帶與單邊帶之間的一種線性調(diào)制。它既克服了雙邊帶之間的一種線性調(diào)制。它既克服了雙邊帶調(diào)制信號占用頻帶寬的缺點，又解決了單調(diào)制信號占用頻帶寬的缺點，又解決了單邊帶信號實現(xiàn)上的難題。邊帶信號實現(xiàn)上的難題。對幅度調(diào)制信號，解調(diào)的基本方法有對幅度調(diào)制信號，解調(diào)的基本方法有兩種：一種是包絡(luò)檢波法，一種是相干解兩種：一種是包絡(luò)檢波法，一種是相干解調(diào)（或稱同步解調(diào)）。調(diào)（或稱同步解調(diào)）。對調(diào)幅（對調(diào)幅（AM）信號，當(dāng)滿足信號，

5、當(dāng)滿足m0m（t）max時，不會發(fā)生過調(diào)制現(xiàn)時，不會發(fā)生過調(diào)制現(xiàn)象，此時用包絡(luò)檢波的方法很容易恢復(fù)原象，此時用包絡(luò)檢波的方法很容易恢復(fù)原始基帶信號始基帶信號m（t）。）。雙邊帶信號不能用包絡(luò)檢波來解調(diào)，雙邊帶信號不能用包絡(luò)檢波來解調(diào)，可采用以下方法，將已調(diào)信號可采用以下方法，將已調(diào)信號SDSB（t）乘乘上一個同頻同相的載波，得上一個同頻同相的載波，得由上式可知，用一個低通濾濾器就可以將由上式可知，用一個低通濾濾器就可以將第第1項與第項與第2項分離，無失真地恢復(fù)出原始項分離，無失真地恢復(fù)出原始基帶信號基帶信號m（t）。）。ttmtmttmttScccDSB22cos)(21)(21cos)(co

6、s)(數(shù)字調(diào)制信號，在二進制時有振幅鍵數(shù)字調(diào)制信號，在二進制時有振幅鍵控（控（ASK）、）、移頻鍵控（移頻鍵控（FSK）和移相鍵和移相鍵控（控（PSK）三種基本信號形式，如圖三種基本信號形式，如圖5-7所所示。示。根據(jù)已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)特點的不同，根據(jù)已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)特點的不同，數(shù)字調(diào)制也可分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。數(shù)字調(diào)制也可分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。這種把基帶數(shù)字信號變換為頻帶數(shù)字這種把基帶數(shù)字信號變換為頻帶數(shù)字信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制，反之，稱為數(shù)信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制，反之，稱為數(shù)字解調(diào)。字解調(diào)。圖5-7 正弦載波的三種鍵控波形二進制數(shù)字振幅鍵控是數(shù)字調(diào)制中出二進制數(shù)字振幅鍵控是數(shù)字調(diào)

7、制中出現(xiàn)最早的，也是最簡單的，是研究其他各現(xiàn)最早的，也是最簡單的，是研究其他各種數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)。振幅鍵控，記作種數(shù)字調(diào)制的基礎(chǔ)。振幅鍵控，記作ASK（Amplitude Shift Keying），），或稱為開關(guān)或稱為開關(guān)鍵控（通斷鍵控），記作鍵控（通斷鍵控），記作OOK（On Off Keying）。）。二進制數(shù)字振幅鍵控通常記作二進制數(shù)字振幅鍵控通常記作2ASK。一般說來，數(shù)字信號的調(diào)制方法有兩一般說來，數(shù)字信號的調(diào)制方法有兩種類型：種類型：利用模擬方法去實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，即利用模擬方法去實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，即把數(shù)字基帶信號當(dāng)作模擬信號的特殊情況把數(shù)字基帶信號當(dāng)作模擬信號的特殊情況來處理；來處理；利

8、用數(shù)字信號的離散值特點鍵控載利用數(shù)字信號的離散值特點鍵控載波，從而實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。波，從而實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制。如同如同AM信號的解調(diào)方法一樣，信號的解調(diào)方法一樣，OOK信號也有兩種基本的解調(diào)方法：非相干解信號也有兩種基本的解調(diào)方法：非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（同步檢測調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（同步檢測法）。法）。包絡(luò)檢波法的原理方框圖如圖包絡(luò)檢波法的原理方框圖如圖5-11所所示。帶通濾波器恰好使示。帶通濾波器恰好使2ASK信號完整地通信號完整地通過，經(jīng)包絡(luò)檢測后，輸出其包絡(luò)。過，經(jīng)包絡(luò)檢測后，輸出其包絡(luò)。圖圖5-11 2ASK信號的包絡(luò)檢波信號的包絡(luò)檢波下面分析二進制振幅鍵控信號的頻譜。下面

9、分析二進制振幅鍵控信號的頻譜。由于二進制振幅鍵控信號是隨機的、功率由于二進制振幅鍵控信號是隨機的、功率型的信號，故研究頻譜特性時，應(yīng)該討論型的信號，故研究頻譜特性時，應(yīng)該討論它的功率譜密度。它的功率譜密度。 因為因為2ASK信號的功率譜密度信號的功率譜密度PE（f）是相應(yīng)的單極性數(shù)字基帶信號功率譜密度是相應(yīng)的單極性數(shù)字基帶信號功率譜密度Ps（f）形狀不變地平移至形狀不變地平移至fc處形成的，處形成的，所以所以2ASK信號的功率譜密度由連續(xù)譜和離信號的功率譜密度由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成。散譜兩部分組成。 2ASK信號的帶寬信號的帶寬B2ASK是單極性數(shù)是單極性數(shù)字基帶信號帶寬字基帶信號帶寬fs

10、的兩倍。當(dāng)數(shù)字基帶信號的兩倍。當(dāng)數(shù)字基帶信號的基本脈沖是矩形不歸零脈沖時，的基本脈沖是矩形不歸零脈沖時，fs=1/Ts。于是于是2ASK信號的帶寬為信號的帶寬為B2ASK=2fs=2/Ts2ASK信號的主要優(yōu)點是易于實現(xiàn)，信號的主要優(yōu)點是易于實現(xiàn)，其缺點是抗干擾能力不強，主要應(yīng)用在低其缺點是抗干擾能力不強，主要應(yīng)用在低速數(shù)據(jù)傳輸中。速數(shù)據(jù)傳輸中。數(shù)字頻率調(diào)制又稱移頻鍵控，記作數(shù)字頻率調(diào)制又稱移頻鍵控，記作FSK（Frequency Shift Keying），），二進制二進制移頻鍵控記作移頻鍵控記作2FSK。前面已提到，前面已提到，2FSK信號可以采用模信號可以采用模擬調(diào)頻法和數(shù)字鍵控法來產(chǎn)生

11、。擬調(diào)頻法和數(shù)字鍵控法來產(chǎn)生。模擬調(diào)模擬調(diào)頻法：用數(shù)字基帶矩形脈沖控制一個振蕩頻法：用數(shù)字基帶矩形脈沖控制一個振蕩器的某些參數(shù)（例如電容器的某些參數(shù)（例如電容C），），可直接改可直接改變振蕩頻率，使輸出得到不同頻率的已調(diào)變振蕩頻率，使輸出得到不同頻率的已調(diào)信號。信號。數(shù)字鍵控法：它是用數(shù)字矩形脈沖控數(shù)字鍵控法：它是用數(shù)字矩形脈沖控制電子開關(guān)，使電子開關(guān)在兩個獨立的振制電子開關(guān)，使電子開關(guān)在兩個獨立的振蕩器之間進行轉(zhuǎn)換，從而在輸出端得到不蕩器之間進行轉(zhuǎn)換，從而在輸出端得到不同頻率的已調(diào)信號。同頻率的已調(diào)信號。二進制頻移鍵控信號的解調(diào)方法很多，二進制頻移鍵控信號的解調(diào)方法很多，常采用非相干檢測法（

12、包絡(luò)檢測法）和相常采用非相干檢測法（包絡(luò)檢測法）和相干檢測法（同步檢波法），還有過零檢測干檢測法（同步檢波法），還有過零檢測法、差分檢波法等。法、差分檢波法等。2FSK信號的包絡(luò)檢測方框圖及波形信號的包絡(luò)檢測方框圖及波形圖如圖圖如圖5-16所示。用兩個窄帶的分路濾波所示。用兩個窄帶的分路濾波器分別濾出頻率為器分別濾出頻率為f1及及f2的高頻脈沖，經(jīng)包的高頻脈沖，經(jīng)包絡(luò)檢測后分別取出它們的包絡(luò)。絡(luò)檢測后分別取出它們的包絡(luò)。圖圖5-16 2FSK信號包絡(luò)檢波方框圖及波形圖信號包絡(luò)檢波方框圖及波形圖2FSK信號的同步檢波原理方框信號的同步檢波原理方框圖如圖圖如圖5-17所示。所示。過零檢測法是一種常

13、用而簡便過零檢測法是一種常用而簡便的解調(diào)方法。的解調(diào)方法。圖圖5-17 2FSK信號同步檢波方框圖信號同步檢波方框圖由式（由式（5-15）可知，二進制移頻鍵控）可知，二進制移頻鍵控已調(diào)信號可以看成是兩個不同載頻的幅度已調(diào)信號可以看成是兩個不同載頻的幅度鍵控已調(diào)信號之和，由此可求得它的功率鍵控已調(diào)信號之和，由此可求得它的功率譜密度。譜密度。二進制移相鍵控中，載波的相位隨數(shù)二進制移相鍵控中，載波的相位隨數(shù)字基帶信號字基帶信號1或或0而改變。通常用相位而改變。通常用相位0表示表示數(shù)字信號數(shù)字信號“0”，用相位，用相位表示數(shù)字信號表示數(shù)字信號“1”。則已調(diào)信號可表示為。則已調(diào)信號可表示為e0（t）=c

14、os（ct+i），），且且i=0或或則有則有e0（t）=cosct。2DPSK方式是利用前后相鄰碼元的相方式是利用前后相鄰碼元的相對載波相位值去表示數(shù)字信息的一種方式。對載波相位值去表示數(shù)字信息的一種方式。由圖由圖5-20可以看出，可以看出，2DPSK的波形與的波形與2PSK的不同，的不同，2DPSK波形的同一相位并不波形的同一相位并不對應(yīng)相同的數(shù)字信息符號，而前后碼元相對應(yīng)相同的數(shù)字信息符號，而前后碼元相對相位的差才惟一決定信息符號。對相位的差才惟一決定信息符號。圖5-20 2PSK及2DPSK信號的波形模擬調(diào)相法：原理框圖如圖模擬調(diào)相法：原理框圖如圖5-22（a）所示，碼變換器（即差分編碼

15、器）是用來所示，碼變換器（即差分編碼器）是用來完成絕對碼波形到相對碼波形變換的，去完成絕對碼波形到相對碼波形變換的，去掉碼變換器，則可進行掉碼變換器，則可進行2PSK信號的調(diào)制。信號的調(diào)制。圖圖5-22 2PSK和和2DPSK調(diào)制方框圖調(diào)制方框圖2PSK信號的解調(diào)只能采用相干解調(diào)的信號的解調(diào)只能采用相干解調(diào)的方法，其方框圖及波形如圖方法，其方框圖及波形如圖5-23所示。所示。圖圖5-23 2PSK信號的解調(diào)信號的解調(diào)極性比較極性比較碼變換法即是碼變換法即是2PSK解調(diào)解調(diào)加差分譯碼，其方框圖如圖加差分譯碼，其方框圖如圖5-24（a）所示，所示，2DPSK解調(diào)器將輸入的解調(diào)器將輸入的2DPSK信

16、號還原成信號還原成相對碼相對碼 bn ，再由差分譯碼器把相對碼轉(zhuǎn)再由差分譯碼器把相對碼轉(zhuǎn)換成絕對碼，輸出換成絕對碼，輸出an。圖圖5-24 2DPSK信號的解調(diào)方框圖信號的解調(diào)方框圖先討論先討論2PSK信號的頻譜。將信號的頻譜。將2ASK和和2PSK的表達式比較可見，它們形式上是完全的表達式比較可見，它們形式上是完全相同的，所不同的只是相同的，所不同的只是an的取值。前者的取值。前者an為為單極性，后者單極性，后者an為雙極性。為雙極性。由以上分析可以看出由以上分析可以看出:第一，二相絕對移相信號的功率譜密第一，二相絕對移相信號的功率譜密度同樣由離散譜與連續(xù)譜兩部分組成，但度同樣由離散譜與連續(xù)

17、譜兩部分組成，但當(dāng)雙極性基帶信號以相等的概率當(dāng)雙極性基帶信號以相等的概率(P=1/2)出出現(xiàn)時，將不存在離散譜部分，其連續(xù)譜部現(xiàn)時，將不存在離散譜部分，其連續(xù)譜部分與分與2ASK信號的連續(xù)譜基本相同（僅相差信號的連續(xù)譜基本相同（僅相差一個常數(shù)因子）。一個常數(shù)因子）。第二，第二，2PSK信號的帶寬也與信號的帶寬也與2ASK信信號的相同，即帶寬號的相同，即帶寬B2PSK=B2ASK=2fs。由于信道加性噪聲被認為只對信號的由于信道加性噪聲被認為只對信號的接收產(chǎn)生影響，故分析系統(tǒng)的抗噪聲性能也接收產(chǎn)生影響，故分析系統(tǒng)的抗噪聲性能也只要考慮接收部分即解調(diào)器。先做如下假設(shè)：只要考慮接收部分即解調(diào)器。先做

18、如下假設(shè)：信道噪聲是均值為信道噪聲是均值為0，方差為，方差為2n的加性高斯的加性高斯白噪聲；信道是恒參信道，且認為發(fā)送信號白噪聲；信道是恒參信道，且認為發(fā)送信號經(jīng)傳輸后除有固定衰耗外未受到畸變；發(fā)送經(jīng)傳輸后除有固定衰耗外未受到畸變；發(fā)送信號信號0，1等概率出現(xiàn)。等概率出現(xiàn)。 最佳判決門限時，最佳判決門限時，r一定，一定，Pe相相Pe非非，即信噪比一定時，相干解調(diào)的誤碼率小于非相即信噪比一定時，相干解調(diào)的誤碼率小于非相干解調(diào)的誤碼率；干解調(diào)的誤碼率；Pe一定時，一定時，r相相r非非，即系統(tǒng)，即系統(tǒng)誤碼率一定時，相干解調(diào)比非相干解調(diào)對信號誤碼率一定時，相干解調(diào)比非相干解調(diào)對信號的信噪比要求低。的信

19、噪比要求低。 相干解調(diào)需要插入相干載波，而非相干相干解調(diào)需要插入相干載波，而非相干解調(diào)不需要。可見，相干解調(diào)時設(shè)備要復(fù)雜一解調(diào)不需要?？梢姡喔山庹{(diào)時設(shè)備要復(fù)雜一些，而非相干解調(diào)時設(shè)備要簡單一些。些，而非相干解調(diào)時設(shè)備要簡單一些。將相干解調(diào)與非相干解調(diào)系統(tǒng)誤碼率做以比將相干解調(diào)與非相干解調(diào)系統(tǒng)誤碼率做以比較，得到如下結(jié)論。較，得到如下結(jié)論。 在輸入信號信噪比在輸入信號信噪比r一定時，相干解調(diào)的一定時，相干解調(diào)的誤碼率小于非相干解調(diào)的誤碼率；當(dāng)系統(tǒng)的誤碼誤碼率小于非相干解調(diào)的誤碼率；當(dāng)系統(tǒng)的誤碼率一定時，相干解調(diào)比非相干解調(diào)對輸入信號的率一定時，相干解調(diào)比非相干解調(diào)對輸入信號的信噪比要求低。信噪

20、比要求低。 相干解調(diào)時，需要插入兩個相干載波，相干解調(diào)時，需要插入兩個相干載波，因此電路較為復(fù)雜，但包絡(luò)檢測就無需相干載波，因此電路較為復(fù)雜，但包絡(luò)檢測就無需相干載波，因而電路較為簡單。因而電路較為簡單。至此，已經(jīng)分別研究了二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)至此，已經(jīng)分別研究了二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的幾種主要的性能，比如系統(tǒng)的頻帶寬度、調(diào)制的幾種主要的性能，比如系統(tǒng)的頻帶寬度、調(diào)制與解調(diào)方法以及誤碼率等。下面就針對這幾方面與解調(diào)方法以及誤碼率等。下面就針對這幾方面的性能作一簡要比較。的性能作一簡要比較。在選擇數(shù)字調(diào)制方式時，還應(yīng)考慮它的最在選擇數(shù)字調(diào)制方式時，還應(yīng)考慮它的最佳判決門限對信道特性的變化是否敏感。在佳

21、判決門限對信道特性的變化是否敏感。在2FSK系統(tǒng)中，不需要人為地設(shè)置判決門限，系統(tǒng)中，不需要人為地設(shè)置判決門限，它是直接比較兩路解調(diào)輸出的大小來做出判決。它是直接比較兩路解調(diào)輸出的大小來做出判決。在在2PSK系統(tǒng)中，判決器的最佳判決門限為零，系統(tǒng)中，判決器的最佳判決門限為零，與接收機輸入信號的幅度無關(guān)。與接收機輸入信號的幅度無關(guān)。對于二進制振幅鍵控、移頻鍵控及移相鍵對于二進制振幅鍵控、移頻鍵控及移相鍵控這三種方式來說，發(fā)送端設(shè)備的復(fù)雜程度相差控這三種方式來說，發(fā)送端設(shè)備的復(fù)雜程度相差不多，而接收端的復(fù)雜程度則與所選用的調(diào)制和不多，而接收端的復(fù)雜程度則與所選用的調(diào)制和解調(diào)方式有關(guān)。對于同一種調(diào)制

22、方式，相干解調(diào)解調(diào)方式有關(guān)。對于同一種調(diào)制方式，相干解調(diào)的設(shè)備要比非相干解調(diào)時復(fù)雜；而同為非相干解的設(shè)備要比非相干解調(diào)時復(fù)雜；而同為非相干解調(diào)時，調(diào)時，2DPSK的設(shè)備最復(fù)雜，的設(shè)備最復(fù)雜，2FSK次之，次之，OOK最簡單。不言而喻，設(shè)備越復(fù)雜，其造價就越貴。最簡單。不言而喻，設(shè)備越復(fù)雜，其造價就越貴。由于多進制數(shù)字已調(diào)信號的由于多進制數(shù)字已調(diào)信號的被調(diào)參數(shù)有多個可能取值，因此，被調(diào)參數(shù)有多個可能取值，因此，與二進制數(shù)字調(diào)制相比，多進制與二進制數(shù)字調(diào)制相比，多進制數(shù)字調(diào)制具有以下幾個特點。數(shù)字調(diào)制具有以下幾個特點。 在碼元速率（傳碼率）相同條件下，可在碼元速率（傳碼率）相同條件下，可以提高信息

23、速率（傳信率）。以提高信息速率（傳信率）。 在信息速率相同條件下，可降低碼元速在信息速率相同條件下，可降低碼元速率，以提高傳輸?shù)目煽啃?。率，以提高傳輸?shù)目煽啃浴?在接收機輸入信噪比相同條件下，多進在接收機輸入信噪比相同條件下，多進制系統(tǒng)的誤碼率比相應(yīng)的二進制系統(tǒng)要高。制系統(tǒng)的誤碼率比相應(yīng)的二進制系統(tǒng)要高。 設(shè)備復(fù)雜。設(shè)備復(fù)雜。多進制數(shù)字振幅調(diào)制又稱多電平調(diào)制。這多進制數(shù)字振幅調(diào)制又稱多電平調(diào)制。這種方式在原理上是通斷鍵控（種方式在原理上是通斷鍵控（OOK）方式的推方式的推廣。廣。由式（由式（5-49）可知，）可知，MASK信號的功率譜與信號的功率譜與2ASK的功率譜類似，它是由的功率譜類似，它

24、是由m-1個個2ASK信號的信號的功率譜疊加而成。盡管功率譜疊加而成。盡管m-1個個2ASK信號疊加后頻信號疊加后頻譜結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，但就信號的帶寬而言，譜結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，但就信號的帶寬而言，MASK信號與其分解的任一個信號與其分解的任一個2ASK信號的帶寬是相同信號的帶寬是相同的。的。MASK信號的帶寬可表示為信號的帶寬可表示為BMASK=2fs其中其中fs =1/Ts是多進制碼元速率。是多進制碼元速率。多進制數(shù)字頻率調(diào)制簡稱多頻制，它基本多進制數(shù)字頻率調(diào)制簡稱多頻制，它基本上是二進制數(shù)字頻率鍵控方式的直接推廣，因上是二進制數(shù)字頻率鍵控方式的直接推廣，因而沒有必要詳細討論。這里僅簡要介紹一個多而

25、沒有必要詳細討論。這里僅簡要介紹一個多頻制系統(tǒng)的組成框圖及主要特點。頻制系統(tǒng)的組成框圖及主要特點。仿照仿照2FSK信號帶寬的確定方法，可得信號帶寬的確定方法，可得MFSK信號的帶寬為信號的帶寬為f=fMf1+2fsMFSK信號接收有相干和非相干兩種方式，信號接收有相干和非相干兩種方式，其抗噪聲性能的分析方法可參照其抗噪聲性能的分析方法可參照2FSK進行。最進行。最終得到多頻系統(tǒng)相干檢測和非相干檢測時的誤終得到多頻系統(tǒng)相干檢測和非相干檢測時的誤碼率曲線如圖碼率曲線如圖5-34所示。所示。圖圖5-34 多頻制時的誤碼率曲線多頻制時的誤碼率曲線多進制數(shù)字相位調(diào)制又稱多相制，它是利多進制數(shù)字相位調(diào)制又

26、稱多相制，它是利用載波的多種不同相位（或相位差）來表征數(shù)用載波的多種不同相位（或相位差）來表征數(shù)字信息的調(diào)制方式。字信息的調(diào)制方式。四相制與二相制相似，可以分為四相絕對四相制與二相制相似，可以分為四相絕對移相調(diào)制（亦稱四相絕對移相鍵控，記為移相調(diào)制（亦稱四相絕對移相鍵控，記為4PSK或或QPSK）和四相相對移相調(diào)制（又稱四相相對和四相相對移相調(diào)制（又稱四相相對移相鍵控，記為移相鍵控，記為4DPSK或或QDPSK）兩種。兩種。由于由于4種不同的相位可以代表種不同的相位可以代表4種不同的種不同的數(shù)字信息，因此，對于輸入的二進制數(shù)字序列數(shù)字信息，因此，對于輸入的二進制數(shù)字序列應(yīng)該先進行分組，將每兩個

27、比特編為一組。應(yīng)該先進行分組，將每兩個比特編為一組。圖圖5-36所示的是四相制信號的波形圖。圖所示的是四相制信號的波形圖。圖中示出了中示出了4PSK的的/4及及/2配置的波形和配置的波形和4DPSK的的/4及及/2配置的波形圖。配置的波形圖。圖圖5-36 四相制信號波形圖四相制信號波形圖四相相對移相調(diào)制也是利用前后碼元之間四相相對移相調(diào)制也是利用前后碼元之間的相對相位變化來表示數(shù)字信息。若以前一碼的相對相位變化來表示數(shù)字信息。若以前一碼元相位作為參考，并令元相位作為參考，并令k為本碼元與前一碼元為本碼元與前一碼元的初相差，則信息編碼與載波相位變化關(guān)系仍的初相差，則信息編碼與載波相位變化關(guān)系仍可

28、用表可用表5-3來表示；它們之間的矢量關(guān)系也可以來表示；它們之間的矢量關(guān)系也可以用圖用圖5-35表示。表示。碼變換加調(diào)相法產(chǎn)生碼變換加調(diào)相法產(chǎn)生QDPSK信號的組成方信號的組成方框圖如圖框圖如圖5-40所示。所示。圖圖5-40 碼變換加調(diào)相法產(chǎn)生碼變換加調(diào)相法產(chǎn)生QDPSK方框圖方框圖碼變換加相位選擇法產(chǎn)生碼變換加相位選擇法產(chǎn)生QDPSK信號的信號的原理十分簡單，它的組成方框圖與圖原理十分簡單，它的組成方框圖與圖5-38所示所示的相位選擇法產(chǎn)生的相位選擇法產(chǎn)生QPSK信號的組成方框圖完信號的組成方框圖完全相同。不過，這里邏輯選相電路除按規(guī)定完全相同。不過，這里邏輯選相電路除按規(guī)定完成選擇載波的

29、相位外，還應(yīng)實現(xiàn)將絕對碼轉(zhuǎn)換成選擇載波的相位外，還應(yīng)實現(xiàn)將絕對碼轉(zhuǎn)換成相對碼的功能。成相對碼的功能。由于四相絕對移相調(diào)制可以看作兩個正由于四相絕對移相調(diào)制可以看作兩個正交的二相絕對移相調(diào)制的合成，故兩者的功率交的二相絕對移相調(diào)制的合成，故兩者的功率譜密度分布規(guī)律相同。譜密度分布規(guī)律相同。MASK時，矢量端點在一條軸上分布，時，矢量端點在一條軸上分布，MPSK時矢量端點在一個圓上分布。隨著時矢量端點在一個圓上分布。隨著M增增大，這些矢量端點之間的最小距離也隨之減小。大，這些矢量端點之間的最小距離也隨之減小。16QAM的信號星座圖如圖的信號星座圖如圖5.42所示。其中，所示。其中，第第i個信號的表

30、達式為個信號的表達式為si（t）=Aicos（ct+i）i=1，2，16圖圖5-42 16QAM和和16PSK信號的星座圖信號的星座圖16QAM信號的產(chǎn)生有兩種基本方法：信號的產(chǎn)生有兩種基本方法：一種是正交調(diào)幅法，它是用兩路正交的四一種是正交調(diào)幅法，它是用兩路正交的四電平振幅鍵控信號疊加而成；電平振幅鍵控信號疊加而成；另一種是復(fù)合相移法，它是用兩路獨立的另一種是復(fù)合相移法，它是用兩路獨立的四相移相鍵控信號疊加而成。四相移相鍵控信號疊加而成。最小移頻鍵控是移頻鍵控（最小移頻鍵控是移頻鍵控（FSK）的一的一種改進型，是使種改進型，是使FSK信號相位始終保持連續(xù)變信號相位始終保持連續(xù)變化的一種調(diào)制?；囊环N調(diào)制。MSK又稱快速頻移鍵控（又稱快速頻移鍵控（FFSK），），“快快速速”二字指的是這種調(diào)制方式對于給定的頻帶，二字指的是這種調(diào)制方式對于給定的頻帶，它能比它能比2PSK傳輸更高速的數(shù)據(jù)；而最小頻移鍵傳輸更高速的數(shù)據(jù)；而最小頻移鍵控中的控中的“最小最小”二字指的是這種調(diào)制方式能以二字指的是這種調(diào)制方式能以最小的調(diào)制指數(shù)（最小的調(diào)制指數(shù)（h=0.5）獲得正交的調(diào)制信號。獲得正交的調(diào)制信號。由以上討論可知，由以上討論可知