《通信原理》——数字调制信号

用二进制基带信号去调制载波信号的频率，产生2FSK信号。 已调制信号用两个不同频率对应码元0和1。 离散相位的2FSK（DP-FSK）和连续相位的FSk（CP-FSK）。 2FSK信号可以看作两个2ASK的叠加。
相位连续和相位不连续的2FSK信号波形 及分解
8.2.2 2FSK的调制
对载波的幅度、频率和相位进行调制得到的信号，分别称为幅度键控 （ASK）、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)等。
二进制键控可分为二进制幅度键控(2ASK)，二进制频率键控(2FSK)和二进 制相位键控(2PSK)等。
8.1 二进制幅度键控
8.1.1 二进制幅度键控（2ASK）的概念

用单极性的二进制信号对载波进行通断的开关调制。
第8章 数字调制信号
数字信号分为基带信号和带通信号（调制信号）。 在实际应用中，远距离的传输信道往往是带通型的，必须如模拟信号调制一 样，用数字基带信号f(t)去调制载波，得到数字调制信号s(t)，然后通过带通 信道进行传输。这称为数字信号的调制传输。 用数字信号f[n]去改变载波的幅度、频率和相位以进行调制，得到数字的调 幅、调频和调相信号。 数字信号调制中的载波c(t)，也是模拟载波（通常是正弦波）。已调信号可 表达为 s(t)=A(t)cos[ωct+θ(t)] 用数字信号调制模拟载波，一种方法是直接把数字信号波形当作模拟信号波 形，采用模拟调制的方法进行调制；另一种方法则是利用数字信号在时间和 取值上的离散特性，对载波的振幅A(t)、瞬时频率偏移dθ(t)/dt和瞬时相位偏 移θ(t)进行键位控制。键控可用数字电路来实现，具有变换速率快，调整方 便，设备通用性和可靠性高等优点。
8.4 二进制数字调制信号的抗噪声性能
8.4.1 2ASK相干解调抗噪声性能
2Βιβλιοθήκη BaiduSK相干解调抗噪声模型
2ASK相干解调的概率密度函数
8.4.2 2ASK非相干解调的误比特率
2ＡＳＫ非相干解调抗噪声模型
２ＡＳＫ非相干解调的误码区
8.4.3 2FSK解调的误比特率

2FSK解调与2ASK解调存在区别，两路的误比特率完全对称。
8.5.1 多进制幅度键控（MASK）

用M个幅度电平表示M个码元取值
s(t) a n g(t - nTb )cosc t
n
可以看作多个2ASK信号叠加，带宽 与2ASK信号相同，而信息量增大。但因 门限之间差距减小，故误码概率增大。

调制也用直接调制和键控法 解调也用相干解调和包络检波
MPSK信号的相位选择法调制
MPSK信号的正交相干解调法
本章小结
数字信号的调制就是基带数字信号对载波信 号的幅度、频率和相位进行调制，生成的已 调制信号携带数字基带信号的信息。 二进制调制是最基本的数字调制，具有结构 简单、抗噪声系能高的特点，但是它的带宽 利用率不高。 多进制调制信号是在二进制调制基础上拓展 的，包括MASK、MFSK、MPSK等。

直接调制法，产生连续相位的2FSK
直接调制法生成的2FSK信号

键控法，产生离散相位的2FSK
8.2.3 2FSK的频谱分析

离散相位2FSK信号，频谱等于两个2ASK信号相加，功率谱和带宽分别为

连续相位2FSK，因其相位连续，情况 更加复杂，带宽小于同等情况下的离 散相位2FSK。
8.2.4 2FSK的解调
2PSK的功率谱图
8.3.2 二进制相移键控的调制和解调

直接调制法：用双极性码乘以载波。 直接调制法生成2PSK

键控法：用f(t)控制双向开关。
键控法生成2PSK

解调：因信号不含载波分量，故只能用相干解调法。需要从接收到的信号中 恢复出本地载波用于解调。
2PSK相干解调模型

巨大风险：恢复本地载波如果发生反相，则会因为“相位模糊”，而造成解 调出来的码元与原信号完全相反。
4ASK的基带信号图和波形图
8.5.2 多进制频移键控（MFSK）

原理与2FSK类似，有M种不同的频率 也有直接调制法和键控法两种方式产生 也是将各个频率的分量分离后分别进行解调然后比较判决 带宽利用率较低
四进制频移调 制的相干解调 和非相干解调
8.5.3 多进制相移键控
MPSK正交调制模型
8.3.3 二进制差分相移键控（DPSK）

DPSK，用相对相移键控，传输的信号，用于表达原信号码元是否发生变化。 如此，可解决接收到信号完全反相的问题。

传号差分码和空号差分码

差分译码
传号差分码和空号差分码的编码器模型

差分相干解调：直接用接收到的信号差分自乘。如下图所示为2DPSK差分相 干解调模型。

8.1.2 2ASK信号的调制 直接调制法和键控法
二进制幅度键控波形示意图
8.1.3 2ASK的频谱分析
方波二进制信号的2ASK功率密度
8.1.4 2ASK的解调


分为相干解调和非相干解调 二者均需要进行采样和判决
2ASK信号的包络检波解调模型
8.2 二进制频移键控（2FSK）
8.2.1 二进制频移键控的概念

2FSK的相干解调抗噪声模型
8.4.4 2FSK非相干解调的误比特率
２FSK非相干解调抗噪声模型
8.4.5 2PSK及2DPSK的抗噪声性能
2PSK相干解调抗噪声模型
8.4.6 几种二进制数字调制系统的性能比较
8.5 多进制数字调制

二进制数字调制，信道利用率较低。 M进制数字信号，一位可表示n比特信息，相当于n位二进制。 M进制数字调制分为M进制幅度键控，M进制频移键控和M进制相移键控等。 解调得到的可能是M进制数字信号，也可将其转换为二进制信号。 高速二进制码元序列与低速M进制码元序列的相互转换：串联－并联。

用滤波器分离两路2ASK信号后，分别进行解调。 解调可采用相干解调与非相干解调。 解调后的两路基带二进制信号进行比较以判定原码元。
2FSK信号相干解调模型
2FSK信号非相干解调模型
8.3 二进制相移键控和二进制差分相移键控
8.3.1 二进制相移键控的时域和频域特点
如图所示为2PSK的时域波形图。