4-2二进制数字调制系统

A(t)
调频器
s(t)

开关法： 相位不连续
频率源0
开关电路
f0
s(t)
频率源1
f1
A(t)
12
接收方法：

相干接收：
带通滤波
y0(t)
相乘
低通滤波
V0(t)
f 0
输入
带通滤波
y1(t)
cos0t
相乘
抽样判决
低通滤波 V1(t) 定时脉冲
输出
f 1
cos1t

非相干接收： 包络检波法：

22

变换方法：用一个双稳态触发器
码变换器 （双稳触发器）
绝对码
相对码

间接法2DPSK信号调制器原理方框图
载波
s( t )
移相
码变换
A(t)
23
2DPSK信号的解调

相位比较法：
s1(t) V(t) A(t) 抽样判决
s(t)
带通滤波
相乘
s (t)
0
低通滤波

缺点：对于延迟单元的延时精度要求很高，较难作到。 相干解调法：先把接收信号当作绝对相移信号进行相干解调，解 调后是相对码，再将此相对码作逆码变换，还原成绝对码。
（1）按对载波的处理分类：二进制数字调制、多进制数字调制
二进制数字调制：调制信号为二进制数字信号。
多进制数字调制：利用多进制数字基带信号去调制高频载波的某个参量， 如幅度、频率或相位的过程。
（2）按照抗衰落性能分类：
无抗衰落性能分：ASK，BPSK，QPSK，QAM，OQPSK 具有一般性的抗衰落性能：FSK，DBPSK，DQPSK，pi/4-DQPSK
或
s(t ) A cos(2f 0 t )

式中，A － 振幅 (V)； f0 － 频率 (Hz)； 0 = 2 f0 － 角频率 (rad/s)； 为初始相位 (rad)。 3种基本的调制制度： 振幅键控ASK
“ 1” “ 0” “ 1”
频移键控FSK
T
“ 1” “ 0” “ 1”
T “1”
( c)
T
T
T
(d )
17
产生方法

：
相乘法： 用二进制基带不归零矩形脉冲信号A(t)去和载波相乘。

选择法：用开关电路去选择相位相差 的同频载波。
18
解调方法：

必须采用相干接收法。
带通滤波 相乘 低通滤波 V(t) 抽样判决
本地载波 提取


难点：第一，难于确定本地载波的相位 － 因有 分频器的相位不确定性、信道不稳定性。 第二，信号波形长时间地为连续的正（余）弦波形时，使 在接收端无法辨认码元的起止时刻。 解决办法： 采用差分相移键控(DPSK)体制。
2014-3-21
3
项目任务
任务一：基本的数字调制技术类型 任务二：2ASK信号的产生与解调过程 任务三：2FSK信号的产生与解调过程 任务四：2PSK信号的产生与解调过程
任务五：2DPSK信号的产生与解调过程
2014-3-21
4
数字调制与模拟调制的比较
任务一：基本的数字调制技术类型
相移键控PSK
T T
7
任务二： 2ASK信号的产生与解调
表示式：
s(t ) A(t ) cos(0 t )
0t T
式中，0 ＝ 2f0为载波的角频率； 当发送“ 1”时, A A(t ) 当发送“0”时。 0
调制方法
:
相乘器 cos0t s(t) cos0t s(t)
具有很强的抗衰落性能：DS/CDMA、FH/CDMA、MC、MT、OFDM
（3）按频带有效性分类： 低频带利用率：ASK，FSK，BPSK
中等频带利用率：QPSK、GMSK、pi/4-DQPSK
高频带利用率：QAM、MC、MT、OFDM
任务一：基本的数字调制技术类型

正弦形载波 ：
s(t ) A cos( 0 t )
当发送“0”时 当发送“ 1”时
A cos( 0 t ) s(t ) A cos( 0 t ) A cos0 t s(t ) A cos0 t
当发送“0”时 当发送“ 1”时
当发送“0”时 当发送“ 1”时
16
波形

－ “1 0 1”
(a )

例：
基带信号 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1

初始相位 2DPSK码元相位( + )
0 0 0
0
0 0 0
0 0 0 0 0 0
20
0 0 0
矢量图
/2

0


整数个周期：图a和c 相位不连续 多半个周期：图b和d 相位连续 上述例子说明，相邻 码元的相位是否连续 与相邻码元的初始相 位是否相同不可混为 一谈。 只有当一个码元中包 含有整数个载波周期 时，相邻码元边界处 的相位跳变才是由调 制引起的相位变化。
“1”
“0”
“1”
(b )
T “1”
T “0”
提交形式：每个小组提交一份作业。 作业word文档命名方式：1.项目X-X：第X组-X月X号（小组完成作业）
2.项目X-X：第X组-姓名-X月X号（个人完成作业）
合作愉快！
2014-3-21 26
项目评估
1.学生的项目准备情况 2.学生在项目行动中的表现情况
你
我
3.学生的任务单完成情况
延迟T
带通滤波
相乘
低通滤波
抽样判决
逆码变换
本地载波 提取
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逆码变换器 a b
微分整流
脉冲展宽
c
逆码变换器
(a) 原理方框图
a
(0) 1 0 1 1 1 0 1 1 0（相对码）
b c 1 1 1 0 0 1 1 0 1（绝对码）
(b) 波形图
25
项目行动
教师讲授几个项目任务
学生完成下面的项目任务单 内容要求：
A (t )
A (t )

相乘电路：包络可以是非矩形的

开关电路：包络是矩形的
8
解调方法：

包络检波法（非相干解调） － 不利用载波相位信息 ： s(t)
带通 滤波 全波 整流 低通 滤波 抽样 判决
定时脉冲
A(t)
包络检波器

相干解调法－ 利用载波相位信息：
s(t)
带通
滤波
相乘
电路
相干载 波
低通
滤波
抽样
判决
A(t)
定时脉冲
cos0t
10
任务三：2FSK信号的产生与解调
11
任务三：2FSK信号的产生与解调
表示式：
A cos(1t 1 ) s(t ) A cos( 0 t 0 )
产生方法：

当发送“ 1”时 当发送“ 0”时
调频法： 相位连续
1.分析2ASK信号波形的形成过程？（给定码元为101101） 2.分析2FSK信号波形的形成过程？（给定码元为101101） 3.分析2PSK信号波形的形成过程？ 4.分析2DPSK信号波形的形成过程？
格式要求：A4纸打印，当天的项目名称即为正文的标题名称，标题的格式为：
宋体四号加粗；正文部分格式为：宋体小四1.5倍行距；正文内的题目编号遵循1. 2. 3. /（1）（2）/①②③/项目符号格式。
19
任务五：2DPSK信号的产生于解调
表示式：
设为当前码元和前一码元的相位之差： 当发送“0”时 0 当发送“ 1”时 则，信号可以表示为 s(t ) cos( 0t ),
0t T
式中，0 ＝ 2 f0为载波的角频率；
为前一码元的相位。
0 参考相位 0

参考相位 - / 2
(a)
A方式
(b) B方式
A方式：可能长时间无相位突跳点 B方式：相邻码元之间必定有相位突跳。
21
间接法产生2DPSK信号
从接收码元观察：不能区分2DPSK和2PSK信号 若码元相位为： 0 0 0 发2DPSK信号时: A = 1 1 1 0 0 1 1 0 1 （初相0） 发2PSK信号时： B = 1 0 1 1 1 0 1 1 0 （1 ） 若将待发送的序列A，先变成序列B，再对载波进行2PSK调制，结 果和用A直接进行2DPSK调制一样: 基带序列： A= 1 1 1 0 0 1 1 0 1 （绝对码） 变换后序列：B = (0)1 0 1 1 1 0 1 1 0 （相对码） 2PSK调制后的相位: (0) 0 0 0 变换规律： 绝对码元“1” 使相对码元改变； 绝对码元“0” 使相对码元不变。
带通滤波 f 0
包络检波
V0(t)
抽样判决 输出
输入
带通滤波 f 1
包络检波
V1(t)
定时脉冲
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过零点检测法
放大限幅 微分 整流 脉冲展宽 低通
带通滤波
a
b c d e
f
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任务四：2PSK信号的产生于解调
表示式：
s(t ) A cos( 0t )
式中，
或

0
铁道信号专业----《现代通信原理》课程
第四模块：数字调制系统
项目4-2：二进制数字调制系统
主讲：梅பைடு நூலகம்芳
地点：计算机2室
2014-3-21
1
项目准备
检索基本的数字调制类型？ 探讨2ASK信号的产生方法？
探讨2ASK信号的解调？
2014-3-21
2
项目目标
掌握二进制数字调制技术的分类 掌握2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的产生过程 理解2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号的解调过程
他或她
你我他共同参与的360度评价！！
感谢大家！！
2014-3-21 27