相移键控调变(PSK)
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Байду номын сангаас
7
幅移鍵控調變(續)
ASK調變中載波信號振幅會瞬間變化， 並不是一個有效率的調變技巧 在傳送聲音等級的線路，典型的資料速 率是1200 bps 光纖採用ASK調變方式傳送數位資料
8
二進制頻移鍵控調變 (BFSK)
最簡單的相移鍵控是用兩個相位表 示兩個二進制的數值
A cos(2f1t ) s (t ) Acos(2f 2t )
11
多重FSK調變(續)
為配合輸入的資料速率，每個輸出信號 單元的周期是:Ts=LT 秒，其中T是位元 周期(資料速率 = 1/T ) 一個信號單元期間內頻率固定不變，以 此方式編碼L位元所需頻寬是 : 2Mfd 要區別M個不同頻率最小的頻率間隔是: 2fd=1/Ts 因此調變器需要的頻寬是:
20
性能分析
調變信號的傳輸頻寬 (BT)
ASK, PSK FSK
BT=(1+r)R BT=2F+(1+r)R
R =資料傳輸速率
0 < r < 1; 頻寬直接相關於位元傳輸速率 F = f2-fc=fc-f1
21
性能分析(續)
調變信號的傳輸頻寬 (BT)
MPSK
MFSK
1 r 1 r BT R R L log2 M 1 r M BT log M R 2
二進制 1 二進制 0
其中f1和f2分佈在載波頻率的兩側，且與載波頻 率的差相等。
9
頻移鍵控調變(續)
BFSK抗雜訊能力比ASK好，其錯誤率較 低比ASK好 在聲頻線路的典型速率上限是1200 bps 可用於高頻(3到30仟赫)無線電傳輸 ，例 如，區域性網路的同軸電纜傳輸。
10
多重FSK調變 (MFSK)
3
編碼技術的因素
信號頻譜 時脈 信號抗干擾與抗雜訊能力 成本和複雜性
4
數位資料與類比信號 (數位調變)
數位資料與類比信號
幅移鍵控調變(ASK)
以載波的兩種振幅分別表示二進制數值 以接近載波頻率的兩個不同頻率分別表示二進制 數值 (BFSK) 載波信號的相位表代二進制數值 (BPSK)
binary1 binary 0
14
差動PSK (differential PSK, DPSK)
二進制 0 – s資料為0時載波相位不變(與 前一位元時之相位相同) 二進制 1 –資料為1時載波相位改變180 度(與前一位元時之相位相反)
15
四階相移鍵控調變(QPSK)
四階相移鍵控調變(QPSK)
頻移鍵控調變(FSK)
相移鍵控調變(PSK)
5
三種基本調變波形
圖6.2
6
幅移鍵控調變(ASK)
固定振幅的載波出現時表示一個二進數值， 沒有載波信號表示另一個二進數值
A cos(2f ct ) s (t ) 0
二進制 1 二進制 0
其中 A cos(2f c t是載波信號 )
使用多個頻率的多重FSK調變 ，其頻寬效率更 高，但錯誤率也會較高
si (t ) Acos(2fit ),
1 i M
f i = f c + (2i – 1 – M)f d f c = 載波頻率 f d =頻率差 M =不同信號單元的數目 = 2 L L =每個信號單元表示的位元個數
Wd=2Mfd=M/Ts
12
多重FSK調變(續)
13
相移鍵控調變(PSK)
二階相移鍵控調變 (BPSK)
相移鍵控是用兩個相位表示兩個二進制的數 值 A cos2f ct binary1 s t A cos2f ct binary 0
A cos2f ct A cos2f ct
L =是每個信號單元可表示編碼的位元數 M =是不同信號單元的數目
22
性能分析(續)
表 6.2 各種數位至類比調變技術的資料速率 R 與傳輸頻寬的比 ASK BFSK 寬頻 F>>R 窄頻 F R PSK 多階 PSK M = 4, L = 2 M = 8, L = 3 M = 16, L = 4 M = 32, L = 5 r=0 1.0 ~0 1.0 1.0 2.00 3.00 4.00 5.00 r = 0.5 0.67 ~0 0.67 0.67 1.33 2.00 2.67 3.33 r=1 0.5 ~0 0.5 0.5 1.00 1.50 2.00 2.50
第6章 信號編碼技術
1
信號編碼(轉換)
(a) 編碼成數位信號
(b) 調變成類比信號
2
信號編碼準則
有哪些因素影響接收機由輸入信號判讀出數位 資料的正確率 ?
訊雜比(Eb/N0或許更恰當) 資料傳輸率 頻寬
增加資料傳輸率位元錯誤率也會增加 增加SNR可減少位元錯誤率 增加頻寬可提高資料傳輸率
18
QPSK與OQPSK波形圖例
19
多階相移鍵控調變之調變率與 資料率
多階相位一次表示資料的位元數可超過兩 個，例如使用八種不同相位之調變方式一 次傳送3個位元，其調變率與資料率之關係:
R R D L log2 M
D =調變率，單位 baud R =資料率，單位bps M =不同信號單元的個數 = 2L L =每個信號單元的位元數
s t
每個信號單元表示2個位元 A cos 2f ct 4 3 A cos 2f ct 4 3 A cos 2f ct 4 A cos 2f ct 4
11
01 00 10
16
QPSK調變方塊圖
圖6.6
17
偏移QPSK(offset QPSK, OQPSK)
圖6.6同時也顯示QPSK的一種變化情形， 我們稱為偏移QPSK(offset QPSK, OQPSK)，或稱正交QPSK，主要差別是 11 在Q通道延遲一個位元時間，其信號表示 成：
1 1 s(t ) I (t ) cos2f ct Q (t Tb ) sin 2f ct 2 2
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幅移鍵控調變(續)
ASK調變中載波信號振幅會瞬間變化， 並不是一個有效率的調變技巧 在傳送聲音等級的線路，典型的資料速 率是1200 bps 光纖採用ASK調變方式傳送數位資料
8
二進制頻移鍵控調變 (BFSK)
最簡單的相移鍵控是用兩個相位表 示兩個二進制的數值
A cos(2f1t ) s (t ) Acos(2f 2t )
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多重FSK調變(續)
為配合輸入的資料速率，每個輸出信號 單元的周期是:Ts=LT 秒，其中T是位元 周期(資料速率 = 1/T ) 一個信號單元期間內頻率固定不變，以 此方式編碼L位元所需頻寬是 : 2Mfd 要區別M個不同頻率最小的頻率間隔是: 2fd=1/Ts 因此調變器需要的頻寬是:
20
性能分析
調變信號的傳輸頻寬 (BT)
ASK, PSK FSK
BT=(1+r)R BT=2F+(1+r)R
R =資料傳輸速率
0 < r < 1; 頻寬直接相關於位元傳輸速率 F = f2-fc=fc-f1
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性能分析(續)
調變信號的傳輸頻寬 (BT)
MPSK
MFSK
1 r 1 r BT R R L log2 M 1 r M BT log M R 2
二進制 1 二進制 0
其中f1和f2分佈在載波頻率的兩側，且與載波頻 率的差相等。
9
頻移鍵控調變(續)
BFSK抗雜訊能力比ASK好，其錯誤率較 低比ASK好 在聲頻線路的典型速率上限是1200 bps 可用於高頻(3到30仟赫)無線電傳輸 ，例 如，區域性網路的同軸電纜傳輸。
10
多重FSK調變 (MFSK)
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編碼技術的因素
信號頻譜 時脈 信號抗干擾與抗雜訊能力 成本和複雜性
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數位資料與類比信號 (數位調變)
數位資料與類比信號
幅移鍵控調變(ASK)
以載波的兩種振幅分別表示二進制數值 以接近載波頻率的兩個不同頻率分別表示二進制 數值 (BFSK) 載波信號的相位表代二進制數值 (BPSK)
binary1 binary 0
14
差動PSK (differential PSK, DPSK)
二進制 0 – s資料為0時載波相位不變(與 前一位元時之相位相同) 二進制 1 –資料為1時載波相位改變180 度(與前一位元時之相位相反)
15
四階相移鍵控調變(QPSK)
四階相移鍵控調變(QPSK)
頻移鍵控調變(FSK)
相移鍵控調變(PSK)
5
三種基本調變波形
圖6.2
6
幅移鍵控調變(ASK)
固定振幅的載波出現時表示一個二進數值， 沒有載波信號表示另一個二進數值
A cos(2f ct ) s (t ) 0
二進制 1 二進制 0
其中 A cos(2f c t是載波信號 )
使用多個頻率的多重FSK調變 ，其頻寬效率更 高，但錯誤率也會較高
si (t ) Acos(2fit ),
1 i M
f i = f c + (2i – 1 – M)f d f c = 載波頻率 f d =頻率差 M =不同信號單元的數目 = 2 L L =每個信號單元表示的位元個數
Wd=2Mfd=M/Ts
12
多重FSK調變(續)
13
相移鍵控調變(PSK)
二階相移鍵控調變 (BPSK)
相移鍵控是用兩個相位表示兩個二進制的數 值 A cos2f ct binary1 s t A cos2f ct binary 0
A cos2f ct A cos2f ct
L =是每個信號單元可表示編碼的位元數 M =是不同信號單元的數目
22
性能分析(續)
表 6.2 各種數位至類比調變技術的資料速率 R 與傳輸頻寬的比 ASK BFSK 寬頻 F>>R 窄頻 F R PSK 多階 PSK M = 4, L = 2 M = 8, L = 3 M = 16, L = 4 M = 32, L = 5 r=0 1.0 ~0 1.0 1.0 2.00 3.00 4.00 5.00 r = 0.5 0.67 ~0 0.67 0.67 1.33 2.00 2.67 3.33 r=1 0.5 ~0 0.5 0.5 1.00 1.50 2.00 2.50
第6章 信號編碼技術
1
信號編碼(轉換)
(a) 編碼成數位信號
(b) 調變成類比信號
2
信號編碼準則
有哪些因素影響接收機由輸入信號判讀出數位 資料的正確率 ?
訊雜比(Eb/N0或許更恰當) 資料傳輸率 頻寬
增加資料傳輸率位元錯誤率也會增加 增加SNR可減少位元錯誤率 增加頻寬可提高資料傳輸率
18
QPSK與OQPSK波形圖例
19
多階相移鍵控調變之調變率與 資料率
多階相位一次表示資料的位元數可超過兩 個，例如使用八種不同相位之調變方式一 次傳送3個位元，其調變率與資料率之關係:
R R D L log2 M
D =調變率，單位 baud R =資料率，單位bps M =不同信號單元的個數 = 2L L =每個信號單元的位元數
s t
每個信號單元表示2個位元 A cos 2f ct 4 3 A cos 2f ct 4 3 A cos 2f ct 4 A cos 2f ct 4
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01 00 10
16
QPSK調變方塊圖
圖6.6
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偏移QPSK(offset QPSK, OQPSK)
圖6.6同時也顯示QPSK的一種變化情形， 我們稱為偏移QPSK(offset QPSK, OQPSK)，或稱正交QPSK，主要差別是 11 在Q通道延遲一個位元時間，其信號表示 成：
1 1 s(t ) I (t ) cos2f ct Q (t Tb ) sin 2f ct 2 2