時(shí)分復(fù)用與數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)

1、 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)2.0微波與衛(wèi)星通信中的調(diào)制、微波與衛(wèi)星通信中的調(diào)制、 解調(diào)技術(shù)的特點(diǎn)和種類解調(diào)技術(shù)的特點(diǎn)和種類2.1時(shí)分復(fù)用與數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)時(shí)分復(fù)用與數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)2.3相干解調(diào)的載波跟蹤技術(shù)相干解調(diào)的載波跟蹤技術(shù)2.4頻分復(fù)用與模擬信號(hào)的調(diào)制頻分復(fù)用與模擬信號(hào)的調(diào)制2.22.3.1 時(shí)分復(fù)用與數(shù)字調(diào)制時(shí)分復(fù)用與數(shù)字調(diào)制2.3.2 psk2.3.3 qam2.3.4 msk,gmsk2.3.5 調(diào)制信號(hào)的傳輸特性調(diào)制信號(hào)的傳輸特性時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用tdm ：在數(shù)字通信中，信道中所傳輸：在數(shù)字通信中，信道中所傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，的是數(shù)字信號(hào)，1.因而首先應(yīng)按因而首先應(yīng)按pcm或其他模

2、擬信號(hào)數(shù)字化處或其他模擬信號(hào)數(shù)字化處理技術(shù)，將理技術(shù)，將模擬模擬的話音信號(hào)變換成的話音信號(hào)變換成數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)，信號(hào)，2.然后以然后以時(shí)間分割信號(hào)時(shí)間分割信號(hào)的方法，使多路信號(hào)能的方法，使多路信號(hào)能夠利用同一條信道進(jìn)行獨(dú)立的傳輸，夠利用同一條信道進(jìn)行獨(dú)立的傳輸，這種方法就是時(shí)分復(fù)用。這種方法就是時(shí)分復(fù)用。 可見時(shí)分復(fù)用是利用可見時(shí)分復(fù)用是利用不同的時(shí)隙不同的時(shí)隙來(lái)傳送來(lái)傳送各各路不同信號(hào)路不同信號(hào)的。的。 復(fù)用后的信號(hào)為復(fù)用后的信號(hào)為數(shù)字基帶信數(shù)字基帶信號(hào)。號(hào)。 由于采用了由于采用了tdm方式，因而也給系統(tǒng)方式，因而也給系統(tǒng)提出了新的課題，這就是時(shí)鐘同步問題。提出了新的課題，這就是時(shí)鐘同步問題。

3、同步同步： 所謂同步是指接收端能夠從所接收的所謂同步是指接收端能夠從所接收的數(shù)據(jù)中正確識(shí)別出各路信號(hào)，因此要求接數(shù)據(jù)中正確識(shí)別出各路信號(hào)，因此要求接收端有定時(shí)提取電路。收端有定時(shí)提取電路。 2數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制 (1) 數(shù)字調(diào)制的概念及分類數(shù)字調(diào)制的概念及分類 數(shù)字調(diào)制：當(dāng)用以調(diào)制的信號(hào)是數(shù)字?jǐn)?shù)字調(diào)制：當(dāng)用以調(diào)制的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)時(shí)信號(hào)時(shí),我們稱這種調(diào)制為數(shù)字調(diào)制。我們稱這種調(diào)制為數(shù)字調(diào)制。 在數(shù)字調(diào)制中仍然采用余弦波作為載在數(shù)字調(diào)制中仍然采用余弦波作為載波信號(hào)，由于余弦信號(hào)有幅度、相位和頻波信號(hào)，由于余弦信號(hào)有幅度、相位和頻率三種基本參量，因此可以構(gòu)成數(shù)字調(diào)幅、率三種基本參量，因此可以構(gòu)成數(shù)字調(diào)

4、幅、數(shù)字調(diào)相和數(shù)字調(diào)頻三種基本調(diào)制方式，數(shù)字調(diào)相和數(shù)字調(diào)頻三種基本調(diào)制方式，如圖如圖2-3 所示。所示。n數(shù)字調(diào)幅：以基帶數(shù)字信號(hào)控制一個(gè)載波數(shù)字調(diào)幅：以基帶數(shù)字信號(hào)控制一個(gè)載波的幅度，稱為數(shù)字調(diào)幅，又稱幅移鍵控，的幅度，稱為數(shù)字調(diào)幅，又稱幅移鍵控，簡(jiǎn)寫為簡(jiǎn)寫為ask。二進(jìn)制幅移鍵控（基帶信號(hào)。二進(jìn)制幅移鍵控（基帶信號(hào)是二進(jìn)制信號(hào)）用是二進(jìn)制信號(hào)）用2ask表示。表示。n數(shù)字調(diào)相：以基帶數(shù)字信號(hào)控制一個(gè)載波數(shù)字調(diào)相：以基帶數(shù)字信號(hào)控制一個(gè)載波的相位，稱為數(shù)字調(diào)相，又稱相移鍵控，的相位，稱為數(shù)字調(diào)相，又稱相移鍵控，簡(jiǎn)寫為簡(jiǎn)寫為psk（dpsk：相對(duì)調(diào)相）。二進(jìn)：相對(duì)調(diào)相）。二進(jìn)制相移鍵控用制相移

5、鍵控用2psk表示。表示。n數(shù)字調(diào)頻：以基帶數(shù)字信號(hào)控制一個(gè)載波數(shù)字調(diào)頻：以基帶數(shù)字信號(hào)控制一個(gè)載波的頻率，稱為數(shù)字調(diào)頻，又稱頻移鍵控，的頻率，稱為數(shù)字調(diào)頻，又稱頻移鍵控，簡(jiǎn)寫為簡(jiǎn)寫為fsk。二進(jìn)制頻移鍵控用。二進(jìn)制頻移鍵控用2fsk表示。表示。圖中的圖中的0和和180是以未調(diào)載波是以未調(diào)載波0作參考作參考相位的。相位的。圖中的圖中的0和和180的變化是相對(duì)于已調(diào)信的變化是相對(duì)于已調(diào)信號(hào)的前一碼元的相位，或者說，這里的變號(hào)的前一碼元的相位，或者說，這里的變化是以已調(diào)信號(hào)的前一碼元相位作參考相化是以已調(diào)信號(hào)的前一碼元相位作參考相位的。位的。(1) 絕對(duì)調(diào)相（絕對(duì)調(diào)相（2psk）信號(hào)的產(chǎn)生）信號(hào)的

6、產(chǎn)生與解調(diào)與解調(diào) 調(diào)制：調(diào)制： 其產(chǎn)生方法有直接調(diào)相法和相位選擇其產(chǎn)生方法有直接調(diào)相法和相位選擇法兩種。法兩種。 直接調(diào)相法（圖直接調(diào)相法（圖a）就是采用大家所熟悉的）就是采用大家所熟悉的環(huán)行調(diào)制器（平衡調(diào)制器）產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)的方法。環(huán)行調(diào)制器（平衡調(diào)制器）產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)的方法。n左邊是載波，初始相位為左邊是載波，初始相位為0度。度。n下邊是作為控制開關(guān)用的基帶信號(hào)應(yīng)是下邊是作為控制開關(guān)用的基帶信號(hào)應(yīng)是雙極性雙極性脈沖脈沖: 即把原即把原“1”碼變?yōu)榇a變?yōu)?1電位；電位； 把把“0”碼變?yōu)榇a變?yōu)?1電位電位;這只要加上直流移位電壓即可做到。這只要加上直流移位電壓即可做到。n右邊是已調(diào)波。右邊是已調(diào)

7、波。圖圖2-6（a）移相的原理是：）移相的原理是：n當(dāng)基帶信號(hào)為當(dāng)基帶信號(hào)為“+1”時(shí)（左正右負(fù)），上、下兩時(shí)（左正右負(fù)），上、下兩個(gè)二極管導(dǎo)通。根據(jù)變壓器同名端（圖中個(gè)二極管導(dǎo)通。根據(jù)變壓器同名端（圖中者為者為同名端）的原理同名端）的原理(載波的相位都是在同名端之間載波的相位都是在同名端之間互相感應(yīng)傳輸互相感應(yīng)傳輸)，此時(shí)輸出端載波的初始相位與，此時(shí)輸出端載波的初始相位與輸入端相同，即輸入端相同，即0相位；相位；n當(dāng)基帶信號(hào)為當(dāng)基帶信號(hào)為“-1”時(shí)，中間兩個(gè)二極管導(dǎo)通時(shí)，中間兩個(gè)二極管導(dǎo)通（上、下兩個(gè)二極管截止）；此時(shí)輸出端載波的（上、下兩個(gè)二極管截止）；此時(shí)輸出端載波的初始相位與輸入端反相

8、，即初始相位與輸入端反相，即相位；相位；n從而達(dá)到了移位的目的。即從而達(dá)到了移位的目的。即1碼輸出相位與載波碼輸出相位與載波相同，相同，0碼輸出相位與載波相差碼輸出相位與載波相差 。圖圖2-6（b）是相位選擇法的方案圖：）是相位選擇法的方案圖：n首先發(fā)出載波，其相位為首先發(fā)出載波，其相位為0，再經(jīng)倒相器將載波，再經(jīng)倒相器將載波移相移相，從而準(zhǔn)備了具有，從而準(zhǔn)備了具有0相位和相位和相位的兩種載相位的兩種載波信號(hào)。波信號(hào)。n基帶信號(hào)中的基帶信號(hào)中的“1”碼控制上支路，使上支路碼控制上支路，使上支路（相乘）（相乘）0相位載波信號(hào)再輸出；相位載波信號(hào)再輸出；n基帶信號(hào)中的基帶信號(hào)中的“0”碼（通過基帶

9、碼倒相器變?yōu)榇a（通過基帶碼倒相器變?yōu)椤?”碼）控制下支路，下支路的載頻倒相為碼）控制下支路，下支路的載頻倒相為，成為成為相位載波信號(hào)，（相乘）相位載波信號(hào)，（相乘）相位載波信號(hào)再相位載波信號(hào)再輸出。輸出。n從而達(dá)到了移位的目的。即從而達(dá)到了移位的目的。即1碼輸出相位與載波碼輸出相位與載波相同，相同，0碼輸出相位與載波相差碼輸出相位與載波相差 。 解調(diào)：解調(diào)：n相干解調(diào)方式：需要在接收端知道發(fā)射載波的相干解調(diào)方式：需要在接收端知道發(fā)射載波的頻率和相位（恢復(fù)相干載波以用于與接收的已調(diào)頻率和相位（恢復(fù)相干載波以用于與接收的已調(diào)信號(hào)相乘）。信號(hào)相乘）。n由于由于2psk信號(hào)中無(wú)載波頻率分量，所以無(wú)法從

10、信號(hào)中無(wú)載波頻率分量，所以無(wú)法從接收的已調(diào)信號(hào)中直接提取相干載波。接收的已調(diào)信號(hào)中直接提取相干載波。n下面介紹一種可解調(diào)下面介紹一種可解調(diào)2psk信號(hào)的信號(hào)的相干檢測(cè)法相干檢測(cè)法。n左端輸入左端輸入2psk信號(hào)信號(hào)s(t) 是已調(diào)波。是已調(diào)波。 1表示表示0相位；相位； 0表示表示相位。相位。n將輸入將輸入2psk信號(hào)信號(hào)s(t)作全波整流，使整流后的作全波整流，使整流后的信號(hào)中含有信號(hào)中含有2fc頻率的周期波；頻率的周期波；n再利用窄帶濾波器取出再利用窄帶濾波器取出2fc頻率的周期信號(hào)；頻率的周期信號(hào)；n再經(jīng)限幅（將正弦信號(hào)變成矩形脈沖，此時(shí)頻再經(jīng)限幅（將正弦信號(hào)變成矩形脈沖，此時(shí)頻率為率為

11、2fc ）、二分頻（將頻率除以二變?yōu)椋?、二分頻（將頻率除以二變?yōu)閒c ）電）電路得到載波路得到載波fc；n最后經(jīng)過相乘器（圖最后經(jīng)過相乘器（圖1與圖與圖5相乘）再經(jīng)低通濾相乘）再經(jīng)低通濾波（前兩個(gè)波形信號(hào)為正，后兩個(gè)波形信號(hào)為負(fù)）波（前兩個(gè)波形信號(hào)為正，后兩個(gè)波形信號(hào)為負(fù)）即可得輸出基帶信號(hào)。即可得輸出基帶信號(hào)。n圖中的低通濾波器常指積分器。圖中的低通濾波器常指積分器。n這種這種2psk信號(hào)的解調(diào)存在一個(gè)問題，即信號(hào)的解調(diào)存在一個(gè)問題，即2分頻器電路輸出存在相位不定性或稱相位分頻器電路輸出存在相位不定性或稱相位模糊問題。模糊問題。n當(dāng)二分頻器電路輸出的相位不定時(shí)，相干當(dāng)二分頻器電路輸出的相位不

12、定時(shí)，相干解調(diào)的輸出基帶信號(hào)就會(huì)存在解調(diào)的輸出基帶信號(hào)就會(huì)存在0或或1倒相現(xiàn)倒相現(xiàn)象，這就是象，這就是2psk方式不能直接應(yīng)用的原因方式不能直接應(yīng)用的原因所在。所在。n解決這一問題的方法就是采用相對(duì)調(diào)相，解決這一問題的方法就是采用相對(duì)調(diào)相，即即2dpsk方式。方式。調(diào)制：調(diào)制： 根據(jù)前面的知識(shí)點(diǎn)可知，根據(jù)前面的知識(shí)點(diǎn)可知，2dpsk信號(hào)與信號(hào)與2psk信號(hào)之信號(hào)之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系。間存在著內(nèi)在的聯(lián)系。 只要將輸入的基帶數(shù)據(jù)序列變換成相對(duì)序列，即只要將輸入的基帶數(shù)據(jù)序列變換成相對(duì)序列，即差差分碼序列分碼序列，然后用相對(duì)序列去進(jìn)行絕對(duì)調(diào)相，便可得到，然后用相對(duì)序列去進(jìn)行絕對(duì)調(diào)相，便可得到2dps

13、k信號(hào)，如圖信號(hào)，如圖2-8（a）所示。）所示。 式中，式中， 為異或。按上式計(jì)算時(shí)，初為異或。按上式計(jì)算時(shí)，初始值始值dn-1可以任意假定。按式可以任意假定。按式(2-9)應(yīng)有：應(yīng)有：當(dāng)當(dāng)an =1時(shí)，時(shí)，dndn-1；當(dāng)；當(dāng)an =0時(shí)，時(shí)，dn = dn-1。 上例中的兩個(gè)上例中的兩個(gè)dn 序列都可以作為差序列都可以作為差分碼序列，不管用哪一個(gè)序列，最后的結(jié)分碼序列，不管用哪一個(gè)序列，最后的結(jié)果都是一樣的。果都是一樣的。解調(diào)：解調(diào)： 2dpsk的解調(diào)有兩種方法：極性比較的解調(diào)有兩種方法：極性比較法和相位比較法。圖法和相位比較法。圖2-8（b）所示是極性）所示是極性比較法（與發(fā)送端的極性比

14、較法原理恰好比較法（與發(fā)送端的極性比較法原理恰好相反）的實(shí)現(xiàn)原理框圖。相反）的實(shí)現(xiàn)原理框圖。n極性比較法是對(duì)極性比較法是對(duì)2dpsk信號(hào)先進(jìn)行信號(hào)先進(jìn)行2psk解調(diào)，然后用碼變換器將差分碼變?yōu)榻^對(duì)解調(diào)，然后用碼變換器將差分碼變?yōu)榻^對(duì)碼。碼。n在進(jìn)行在進(jìn)行2psk解調(diào)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)解調(diào)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)“1”，“0”倒相現(xiàn)象，但由差分碼變換為絕對(duì)碼倒相現(xiàn)象，但由差分碼變換為絕對(duì)碼后的碼序列是唯一的，即與倒相無(wú)關(guān)。后的碼序列是唯一的，即與倒相無(wú)關(guān)。n接收端碼變換器的功能是完成接收端碼變換器的功能是完成dn an。由式由式(2-9)運(yùn)算，應(yīng)有運(yùn)算，應(yīng)有 （2-10）n可見不論倒相與否，可見不論倒相與否，

15、dn與與dn-1總是相與總是相與的關(guān)系。的關(guān)系。n2dpsk信號(hào)的另一種解調(diào)方法是相位比信號(hào)的另一種解調(diào)方法是相位比較，又稱差分相干解調(diào)法。較，又稱差分相干解調(diào)法。1nnndda 即用多種相位或相位差來(lái)表示數(shù)字?jǐn)?shù)即用多種相位或相位差來(lái)表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信息。據(jù)信息。 n如果把輸入二進(jìn)制數(shù)據(jù)的每如果把輸入二進(jìn)制數(shù)據(jù)的每k比特變成一比特變成一組，則構(gòu)成所謂的組，則構(gòu)成所謂的k比特碼元，每一個(gè)比特碼元，每一個(gè)k比比特碼元都有特碼元都有2k種不同狀態(tài)，種不同狀態(tài)，n因而必須用因而必須用m=2k種不同相位或相位差來(lái)種不同相位或相位差來(lái)表示，稱為表示，稱為m相調(diào)相。相調(diào)相。n即用一種相位去攜帶一組二進(jìn)制信息碼，

16、即用一種相位去攜帶一組二進(jìn)制信息碼，如圖如圖2-9（b）、（）、（c）所示。）所示。n四相調(diào)相，既可以表示為四相調(diào)相，既可以表示為qpsk，也可以，也可以表示為表示為4psk，它是用載波的四種不同相位，它是用載波的四種不同相位來(lái)表征傳送的數(shù)據(jù)信息。來(lái)表征傳送的數(shù)據(jù)信息。 在在qpsk調(diào)制中，調(diào)制中，n首先對(duì)輸入的二進(jìn)制串?dāng)?shù)據(jù)按二位數(shù)字編首先對(duì)輸入的二進(jìn)制串?dāng)?shù)據(jù)按二位數(shù)字編成一組，我們把由兩個(gè)二進(jìn)制碼組成的碼成一組，我們把由兩個(gè)二進(jìn)制碼組成的碼元稱為雙比特碼元，元稱為雙比特碼元，n其組合共有其組合共有22種：種：00、01、10、11，即有，即有22=4種不同狀態(tài)種不同狀態(tài),n故可以用故可以用m

17、22=4種不同相位或相位差來(lái)種不同相位或相位差來(lái)表示，這里表示，這里m22=4，故稱為四相調(diào)相。，故稱為四相調(diào)相。n八相調(diào)制方式時(shí)，在一個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)可傳八相調(diào)制方式時(shí)，在一個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)可傳送送3位碼，位碼，n其組合共有其組合共有23種，即有種，即有23種不同狀態(tài)：種不同狀態(tài)：000、001、010、011、100、101、110、111，n故可以用故可以用m23種不同相位或相位差來(lái)表種不同相位或相位差來(lái)表示，這里示，這里m23=8，故稱為八相調(diào)相。，故稱為八相調(diào)相。n采用多相調(diào)制的級(jí)數(shù)愈多，系統(tǒng)的傳輸速采用多相調(diào)制的級(jí)數(shù)愈多，系統(tǒng)的傳輸速率愈高率愈高;(優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn))n但相鄰載波之間的相位差愈小，

18、接收時(shí)要但相鄰載波之間的相位差愈小，接收時(shí)要區(qū)分它們的困難程度就愈大，將使誤碼率區(qū)分它們的困難程度就愈大，將使誤碼率增加。（缺點(diǎn)）增加。（缺點(diǎn)）n四相調(diào)制相是用載波（連續(xù)波）的四種相位四相調(diào)制相是用載波（連續(xù)波）的四種相位（起始相位）與兩位二進(jìn)制信息碼（雙比特碼）（起始相位）與兩位二進(jìn)制信息碼（雙比特碼）的組合（的組合（00、01、11、10）對(duì)應(yīng)。）對(duì)應(yīng)。其中兩位二進(jìn)制信息碼，前一位信息比特其中兩位二進(jìn)制信息碼，前一位信息比特用用a代表，后一位信息比特用代表，后一位信息比特用b代表；代表；n用用ab表示雙比特碼，且相鄰雙比特碼之表示雙比特碼，且相鄰雙比特碼之間，只有一位不同，這種排列關(guān)系叫格

19、雷間，只有一位不同，這種排列關(guān)系叫格雷碼，也叫循環(huán)碼。碼，也叫循環(huán)碼。n在多相調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)，這種碼型有在多相調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)，這種碼型有利于減少相鄰相位誤判而造成的誤碼，可利于減少相鄰相位誤判而造成的誤碼，可提高數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸?shù)目煽啃?。提高?shù)字信號(hào)頻帶傳輸?shù)目煽啃?。n若在載波的一個(gè)周期（若在載波的一個(gè)周期（2）內(nèi)均勻地分）內(nèi)均勻地分成四種相位，可有兩種方式，即（成四種相位，可有兩種方式，即（0、/2，3/2）和（）和（/4，3/4，5/4，7/4）兩）兩種。種。n故四相調(diào)相電路與這兩種方式對(duì)應(yīng)，就有故四相調(diào)相電路與這兩種方式對(duì)應(yīng)，就有/2調(diào)相系統(tǒng)和調(diào)相系統(tǒng)和/4調(diào)相系統(tǒng)之分。調(diào)相系統(tǒng)

20、之分。n兩個(gè)系統(tǒng)雙比特碼與已調(diào)波起始相位的對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)雙比特碼與已調(diào)波起始相位的對(duì)應(yīng)關(guān)系示于表應(yīng)關(guān)系示于表2-1。n根據(jù)表根據(jù)表2-1的相位關(guān)系，可畫出四相調(diào)相的相位關(guān)系，可畫出四相調(diào)相已調(diào)波在兩種調(diào)相系統(tǒng)中的矢量圖，和兩已調(diào)波在兩種調(diào)相系統(tǒng)中的矢量圖，和兩種調(diào)相系統(tǒng)已調(diào)波的起始相位點(diǎn)位置的示種調(diào)相系統(tǒng)已調(diào)波的起始相位點(diǎn)位置的示意圖。意圖。 (3) 四相調(diào)相的方式四相調(diào)相的方式 四相調(diào)相也有絕對(duì)調(diào)相和相對(duì)調(diào)相兩四相調(diào)相也有絕對(duì)調(diào)相和相對(duì)調(diào)相兩種方式，分別記作種方式，分別記作4psk和和4dpsk。n絕對(duì)調(diào)相的載波起始相位與雙比特碼之間絕對(duì)調(diào)相的載波起始相位與雙比特碼之間有一種固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系；有一

21、種固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系；n相對(duì)調(diào)相的載波起始相位與雙比特碼之間相對(duì)調(diào)相的載波起始相位與雙比特碼之間就沒有固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，它是以前一時(shí)刻就沒有固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，它是以前一時(shí)刻雙比特碼對(duì)應(yīng)的相對(duì)調(diào)相的載波相位為參雙比特碼對(duì)應(yīng)的相對(duì)調(diào)相的載波相位為參考而確定的?？级_定的。 (4) qpsk信號(hào)的產(chǎn)生與解調(diào)信號(hào)的產(chǎn)生與解調(diào)_ 調(diào)制：調(diào)制： 四相調(diào)相的電路有很多種，常見的有正交調(diào)制法和四相調(diào)相的電路有很多種，常見的有正交調(diào)制法和相位選擇法。其中正交調(diào)制法使用得最為普遍，其輸出相位選擇法。其中正交調(diào)制法使用得最為普遍，其輸出信號(hào)是兩種正交的信號(hào)是兩種正交的2psk信號(hào)的合成。信號(hào)的合成。n用串并變換電路將輸入的

22、二進(jìn)制序列依用串并變換電路將輸入的二進(jìn)制序列依次分為兩個(gè)并行的序列。每一對(duì)次分為兩個(gè)并行的序列。每一對(duì)ab即為一即為一個(gè)雙比特碼元。個(gè)雙比特碼元。n雙極性雙極性a和和b數(shù)據(jù)脈沖分別經(jīng)過平衡調(diào)制數(shù)據(jù)脈沖分別經(jīng)過平衡調(diào)制器，對(duì)載波器，對(duì)載波 和與之正交的載波和與之正交的載波 進(jìn)行二相調(diào)相，其中上、下通進(jìn)行二相調(diào)相，其中上、下通路就是路就是2psk的直接調(diào)相法，其中平衡調(diào)制的直接調(diào)相法，其中平衡調(diào)制器即環(huán)行調(diào)制器?；鶐盘?hào)應(yīng)是雙極性脈器即環(huán)行調(diào)制器。基帶信號(hào)應(yīng)是雙極性脈沖。沖。 tccos2costc上通路中，載波相位為上通路中，載波相位為01.當(dāng)當(dāng)a信號(hào)為信號(hào)為“+1”時(shí)，此時(shí)輸出端載波的初始相位

23、與時(shí)，此時(shí)輸出端載波的初始相位與輸入端相同（輸入端相同（0）；）；2.當(dāng)當(dāng)a基帶信號(hào)為基帶信號(hào)為“-1”時(shí)，輸出端載波的初始相位與時(shí)，輸出端載波的初始相位與輸入端反相（輸入端反相（），下通路中，載波相位變化），下通路中，載波相位變化/23.當(dāng)當(dāng)b信號(hào)為信號(hào)為“+1”時(shí)，此時(shí)輸出端載波的初始相位與時(shí)，此時(shí)輸出端載波的初始相位與輸入端相同（輸入端相同（/2）；）；4.當(dāng)當(dāng)b基帶信號(hào)為基帶信號(hào)為“-1”時(shí)，輸出端載波的初始相位與時(shí)，輸出端載波的初始相位與輸入端反相（輸入端反相（3/2）；）；5.將兩路輸出疊加，即得圖將兩路輸出疊加，即得圖213（a）中的實(shí)線向量。）中的實(shí)線向量。 可見一個(gè)可見一個(gè)4

24、psk信號(hào)可以看作兩種載波正交信號(hào)可以看作兩種載波正交的的2psk信號(hào)信號(hào)(a與與b)的合成。的合成。 注意：我們知道注意：我們知道ab二碼元的組合有二碼元的組合有00，01，11和和10四種。四種。當(dāng)序列由當(dāng)序列由00到到01，然后到，然后到11，再到，再到10，最后回到，最后回到00的過程，其相位路徑是沿正方形邊界變化，只的過程，其相位路徑是沿正方形邊界變化，只有兩個(gè)碼同時(shí)出現(xiàn)改變時(shí)，相位路徑將沿對(duì)角線有兩個(gè)碼同時(shí)出現(xiàn)改變時(shí)，相位路徑將沿對(duì)角線變化，即過原點(diǎn)，如圖變化，即過原點(diǎn)，如圖2-13（b）所示。）所示。 解調(diào)：解調(diào)： 由于一個(gè)由于一個(gè)4psk信號(hào)可以看作兩種正交信號(hào)可以看作兩種正交

25、的的2psk信號(hào)的合成，所以，它可以采用與信號(hào)的合成，所以，它可以采用與2psk信號(hào)類似的解調(diào)方法進(jìn)行解調(diào)。信號(hào)類似的解調(diào)方法進(jìn)行解調(diào)。 前面已經(jīng)指出，前面已經(jīng)指出，2psk的解調(diào)方法采用的解調(diào)方法采用相干解調(diào)方式，因此相干解調(diào)方式，因此4psk就要用兩個(gè)正交就要用兩個(gè)正交的相干載波分別來(lái)解調(diào)兩個(gè)分量的相干載波分別來(lái)解調(diào)兩個(gè)分量a和和b。因此圖因此圖2-12(b)中，上、下兩個(gè)支路分別是中，上、下兩個(gè)支路分別是2psk信號(hào)解調(diào)器，它們分別用來(lái)檢測(cè)雙比信號(hào)解調(diào)器，它們分別用來(lái)檢測(cè)雙比特碼元中的特碼元中的a和和b碼元，然后通過并串變碼元，然后通過并串變換電路還原為串行數(shù)據(jù)信息。換電路還原為串行數(shù)據(jù)

26、信息。(1) oqpsk（offset:偏移量）信號(hào)偏移量）信號(hào) oqpsk稱為參差（偏移）四相移相鍵稱為參差（偏移）四相移相鍵控，它是在控，它是在qpsk基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的?；A(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的。 從從qpsk的相位矢量圖（圖的相位矢量圖（圖2-13）中可）中可以看出，當(dāng)兩位碼同時(shí)變化時(shí)，以看出，當(dāng)兩位碼同時(shí)變化時(shí)，qpsk信信號(hào)的相位矢量必將經(jīng)過原點(diǎn)，這意味著號(hào)的相位矢量必將經(jīng)過原點(diǎn)，這意味著qpsk信號(hào)經(jīng)過濾波器后，其信號(hào)經(jīng)過濾波器后，其包絡(luò)將在相包絡(luò)將在相位矢量過原點(diǎn)時(shí)為位矢量過原點(diǎn)時(shí)為0（此時(shí)沒有信號(hào)），（此時(shí)沒有信號(hào)），如如圖圖2-16所示，可見此時(shí)包絡(luò)起伏性最大。所示，可見此時(shí)包絡(luò)

27、起伏性最大。n如果再加上衛(wèi)星信道的非線性及如果再加上衛(wèi)星信道的非線性及am/pm效應(yīng)的影響，那么這種包絡(luò)的起伏性將轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，那么這種包絡(luò)的起伏性將轉(zhuǎn)化為相位的變化，從而給系統(tǒng)引入了化為相位的變化，從而給系統(tǒng)引入了相位相位噪聲噪聲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響系統(tǒng)通信質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響系統(tǒng)通信質(zhì)量.n因此應(yīng)盡可能地使調(diào)制后的波形具有因此應(yīng)盡可能地使調(diào)制后的波形具有等幅等幅包絡(luò)特性包絡(luò)特性。noqpsk正是在此思路的基礎(chǔ)之上發(fā)展起正是在此思路的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的。來(lái)的。n在在qpsk調(diào)制中只是當(dāng)調(diào)制中只是當(dāng)a和和b路的符號(hào)同時(shí)發(fā)生變路的符號(hào)同時(shí)發(fā)生變化時(shí)，相位路徑才會(huì)通過原點(diǎn)化時(shí)，相位路徑才會(huì)通過原點(diǎn); n如

28、果人為地讓如果人為地讓a與與b支路間存在一定的時(shí)延，那么支路間存在一定的時(shí)延，那么將使兩個(gè)支路的跳變時(shí)刻彼此錯(cuò)開（先變將使兩個(gè)支路的跳變時(shí)刻彼此錯(cuò)開（先變a再變?cè)僮僢），），從而避免相位路徑過原點(diǎn)的現(xiàn)象從而避免相位路徑過原點(diǎn)的現(xiàn)象;n也就徹底地消除了濾波后信號(hào)包絡(luò)過零點(diǎn)的情況。也就徹底地消除了濾波后信號(hào)包絡(luò)過零點(diǎn)的情況。 調(diào)制：調(diào)制： 在圖在圖2-18中給出中給出oqpsk調(diào)制解調(diào)器的原理調(diào)制解調(diào)器的原理示意圖，在與圖示意圖，在與圖2-12的的qpsk調(diào)制解調(diào)進(jìn)行比較調(diào)制解調(diào)進(jìn)行比較后，我們可以得出這樣的結(jié)論。后，我們可以得出這樣的結(jié)論。這就是它們之間的區(qū)別僅僅在這就是它們之間的區(qū)別僅僅在于于

29、oqpsk調(diào)制解調(diào)制解調(diào)器的調(diào)器的b支路增加了一個(gè)延時(shí)器支路增加了一個(gè)延時(shí)器，所延時(shí)的時(shí)間，所延時(shí)的時(shí)間tb為符號(hào)間隔的一半，即為符號(hào)間隔的一半，即 本圖中即延時(shí)本圖中即延時(shí)1bit。即同相和正交載波進(jìn)行調(diào)制。即同相和正交載波進(jìn)行調(diào)制的兩路二進(jìn)制碼序列，在時(shí)間上錯(cuò)開半個(gè)碼長(zhǎng)，的兩路二進(jìn)制碼序列，在時(shí)間上錯(cuò)開半個(gè)碼長(zhǎng)，所以稱這種調(diào)相方式為偏移四相移相鍵控。所以稱這種調(diào)相方式為偏移四相移相鍵控。20ttb 解調(diào)：解調(diào)： oqpsk信號(hào)的相干解調(diào)原理也與信號(hào)的相干解調(diào)原理也與qpsk的相干解調(diào)原理相同，同樣存在相的相干解調(diào)原理相同，同樣存在相位模糊問題（通過加入差分編碼器解決），位模糊問題（通過加入

30、差分編碼器解決），而且由而且由a和和b支路的彼此獨(dú)立性決定了支路的彼此獨(dú)立性決定了oqpsk 的相干解調(diào)誤碼性能也與的相干解調(diào)誤碼性能也與qpsk相相同。同。2.3.1 時(shí)分復(fù)用與數(shù)字調(diào)制時(shí)分復(fù)用與數(shù)字調(diào)制2.3.2 psk2.3.3 qam2.3.4 msk,gmsk2.3.5 調(diào)制信號(hào)的傳輸特性調(diào)制信號(hào)的傳輸特性qam是正交幅度調(diào)制的英文縮寫，又稱正是正交幅度調(diào)制的英文縮寫，又稱正交雙邊帶調(diào)制。它是將兩路獨(dú)立的基帶波交雙邊帶調(diào)制。它是將兩路獨(dú)立的基帶波形分別對(duì)兩個(gè)相互正交的同頻載波進(jìn)行抑形分別對(duì)兩個(gè)相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)制，所得到的兩路已調(diào)制載波的雙邊帶調(diào)制，所得到的兩路

31、已調(diào)信號(hào)再進(jìn)行矢量相加，這個(gè)過程就是正交信號(hào)再進(jìn)行矢量相加，這個(gè)過程就是正交幅度調(diào)制。幅度調(diào)制。 可見這是一種可見這是一種既調(diào)幅又調(diào)相既調(diào)幅又調(diào)相的調(diào)制方的調(diào)制方式，它廣泛地使用在微波通信（個(gè)別衛(wèi)星式，它廣泛地使用在微波通信（個(gè)別衛(wèi)星通信設(shè)備也采用此調(diào)制方式）中。這是一通信設(shè)備也采用此調(diào)制方式）中。這是一種頻譜有效的數(shù)字調(diào)制。種頻譜有效的數(shù)字調(diào)制。 下面我們首先從二電平的數(shù)字調(diào)幅下面我們首先從二電平的數(shù)字調(diào)幅（2ask）開始介紹。）開始介紹。2ask信號(hào)的產(chǎn)生信號(hào)的產(chǎn)生 ask：數(shù)字調(diào)幅，又稱幅移鍵控，是：數(shù)字調(diào)幅，又稱幅移鍵控，是指載波幅度隨基帶數(shù)據(jù)信號(hào)變化的調(diào)制方指載波幅度隨基帶數(shù)據(jù)信號(hào)變

32、化的調(diào)制方式。式。2ask是一種最簡(jiǎn)單的數(shù)字調(diào)幅方式，基帶是一種最簡(jiǎn)單的數(shù)字調(diào)幅方式，基帶信號(hào)是二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。信號(hào)是二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)幅可有兩種情況：二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)幅可有兩種情況：n一是調(diào)制信號(hào)為單極性脈沖序列，其調(diào)制一是調(diào)制信號(hào)為單極性脈沖序列，其調(diào)制信號(hào)和已調(diào)信號(hào)和已調(diào)ask信號(hào)波形如圖信號(hào)波形如圖220(a)所所示；示；n另一種是調(diào)制信號(hào)為雙極性脈沖序列，其另一種是調(diào)制信號(hào)為雙極性脈沖序列，其調(diào)制信號(hào)和已調(diào)調(diào)制信號(hào)和已調(diào)ask信號(hào)波形如圖信號(hào)波形如圖220(b)所示。所示。圖圖2-19是數(shù)字調(diào)幅系統(tǒng)基本構(gòu)成框圖，這里的調(diào)是數(shù)字調(diào)幅系統(tǒng)基本構(gòu)成框圖，這里的調(diào)制信號(hào)是經(jīng)過基

33、帶形成的數(shù)據(jù)序列。圖中的調(diào)制制信號(hào)是經(jīng)過基帶形成的數(shù)據(jù)序列。圖中的調(diào)制解調(diào)器實(shí)際上就是一個(gè)乘法器。解調(diào)器實(shí)際上就是一個(gè)乘法器。單極性信號(hào)作調(diào)制信號(hào)，由于單極性信號(hào)中含有直流分量，所以已調(diào)信號(hào)的功率譜中就含有c的載波頻率分量。雙極性信號(hào)作調(diào)制信號(hào)，由于雙極性信號(hào)中不含有直流分量，所以已調(diào)信號(hào)的功率譜中就不含有c的載波頻率分量。稱為抑制載頻的雙邊帶調(diào)制。由調(diào)相的原理知道，增加載波調(diào)相的相位由調(diào)相的原理知道，增加載波調(diào)相的相位數(shù)，可以提高信息傳輸速率，即增加信道數(shù)，可以提高信息傳輸速率，即增加信道的傳輸容量。但是單純靠增加相數(shù)，一則的傳輸容量。但是單純靠增加相數(shù)，一則使設(shè)備復(fù)雜化，再則誤碼率也隨之增

34、加，使設(shè)備復(fù)雜化，再則誤碼率也隨之增加，于是提出了具有較好性能的正交調(diào)幅方式。于是提出了具有較好性能的正交調(diào)幅方式。n由于多進(jìn)制調(diào)相方法的已調(diào)波其包絡(luò)是等幅由于多進(jìn)制調(diào)相方法的已調(diào)波其包絡(luò)是等幅（恒定）的，故限制了兩個(gè)正交通道上的電平（恒定）的，故限制了兩個(gè)正交通道上的電平組合。組合。n當(dāng)正交系數(shù)為當(dāng)正交系數(shù)為cosk、sink時(shí)，其多相調(diào)相時(shí)，其多相調(diào)相已調(diào)波的幅度符合已調(diào)波的幅度符合n 換句話說，已調(diào)波矢量的端點(diǎn)都被限制在一換句話說，已調(diào)波矢量的端點(diǎn)都被限制在一個(gè)圓上。個(gè)圓上。nqam調(diào)制方法與其不同，它的已調(diào)波可由每調(diào)制方法與其不同，它的已調(diào)波可由每個(gè)正交通道上的調(diào)幅信號(hào)任意組合，其已調(diào)

35、波個(gè)正交通道上的調(diào)幅信號(hào)任意組合，其已調(diào)波的矢量端點(diǎn)當(dāng)然就不被限制在一個(gè)圓上，故的矢量端點(diǎn)當(dāng)然就不被限制在一個(gè)圓上，故qam調(diào)制是既調(diào)幅又調(diào)相的一種方式。調(diào)制是既調(diào)幅又調(diào)相的一種方式。1sincos22kkrn由由16psk和和16qam已調(diào)波矢量端點(diǎn)的星已調(diào)波矢量端點(diǎn)的星座圖可明顯看出，座圖可明顯看出，16qam的的16個(gè)已調(diào)波矢?jìng)€(gè)已調(diào)波矢量端點(diǎn)不在一個(gè)圓上，點(diǎn)間距離較遠(yuǎn)。量端點(diǎn)不在一個(gè)圓上，點(diǎn)間距離較遠(yuǎn)。n解調(diào)時(shí)，區(qū)分相鄰已調(diào)波矢量容易，故誤解調(diào)時(shí)，區(qū)分相鄰已調(diào)波矢量容易，故誤碼率低（與相同點(diǎn)數(shù)的碼率低（與相同點(diǎn)數(shù)的psk相比）；相比）；n當(dāng)把坐標(biāo)原點(diǎn)與各矢量端點(diǎn)連線，可看出當(dāng)把坐標(biāo)原點(diǎn)與

36、各矢量端點(diǎn)連線，可看出各已調(diào)波矢量的相位和幅度均有變化各已調(diào)波矢量的相位和幅度均有變化.n所以說所以說qam方式的載波是既調(diào)幅又調(diào)相方式的載波是既調(diào)幅又調(diào)相的。的。其相位與其相位與4psk相同：相同：na路的路的“1”對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于0相位，相位，a路的路的“0”則則對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于180相位；相位；nb路的載波與路的載波與a路相差路相差90，則，則b路的路的“1”對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于90相位，相位，b路的路的“0”對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于270相位。相位。a，b兩路調(diào)制輸出經(jīng)合成電路合成，則輸兩路調(diào)制輸出經(jīng)合成電路合成，則輸出信號(hào)可有四種不同相位，各代表一組出信號(hào)可有四種不同相位，各代表一組ab的組合，即的組合，即ab

37、二元碼組。二元碼組。ab二元碼共有四種組合，即二元碼共有四種組合，即00，01，11，10。這四種組合所對(duì)應(yīng)的相位矢量關(guān)系如。這四種組合所對(duì)應(yīng)的相位矢量關(guān)系如圖圖2-23(a)右部所示。右部所示。二電平碼組二電平碼組00011110四狀態(tài)四狀態(tài)-3d-dd3d我們首先來(lái)分析其調(diào)制原理我們首先來(lái)分析其調(diào)制原理:n信息速率為信息速率為fb的基帶數(shù)字序列經(jīng)串的基帶數(shù)字序列經(jīng)串/并變換并變換后，在兩個(gè)正交支路后，在兩個(gè)正交支路i、q中都變成兩個(gè)二進(jìn)中都變成兩個(gè)二進(jìn)制碼，其碼元速率為制碼，其碼元速率為fb/2。n在在a、b每個(gè)支路中，每個(gè)支路中，2/4電平變換是按格雷電平變換是按格雷碼規(guī)律進(jìn)行的。四電平

38、與二電平碼組的對(duì)應(yīng)碼規(guī)律進(jìn)行的。四電平與二電平碼組的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表：關(guān)系如下表：四狀態(tài)四狀態(tài)-3d(0)-d(1)d(2)3d(3)二電平碼組二電平碼組00011110n可見可見2/4電平變換電路相當(dāng)于又一次串電平變換電路相當(dāng)于又一次串/并變換，而使每個(gè)支路具有四電平信號(hào)，并變換，而使每個(gè)支路具有四電平信號(hào)，故碼速又降低了一半為故碼速又降低了一半為fb/4。n經(jīng)預(yù)濾波限帶后，送入相乘器進(jìn)行抑制經(jīng)預(yù)濾波限帶后，送入相乘器進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（載波的雙邊帶調(diào)幅（dsb-sc）。相乘器）。相乘器輸出即為抑制載波的四電平調(diào)幅信號(hào)。輸出即為抑制載波的四電平調(diào)幅信號(hào)。n同相支路和正交支路的四電平調(diào)幅信

39、號(hào)同相支路和正交支路的四電平調(diào)幅信號(hào)在合成器中進(jìn)行矢量相加，經(jīng)濾波放大在合成器中進(jìn)行矢量相加，經(jīng)濾波放大后，即可輸出后，即可輸出16qam已調(diào)波。已調(diào)波。如果只畫出矢量端點(diǎn)，則如圖如果只畫出矢量端點(diǎn)，則如圖2-23(b)所示，稱為所示，稱為qam的星座表示。的星座表示。如星座圖上有四個(gè)星點(diǎn)，則稱為如星座圖上有四個(gè)星點(diǎn)，則稱為4qam。從星座圖上很容易看出：從星座圖上很容易看出：a路的路的“1”碼位于星座碼位于星座圖的右側(cè)，圖的右側(cè)，“0”碼在左側(cè)；而碼在左側(cè)；而b路的路的“1”碼則在碼則在上側(cè)，而上側(cè)，而“0”碼在下側(cè)。星座圖上各信號(hào)點(diǎn)之間碼在下側(cè)。星座圖上各信號(hào)點(diǎn)之間的距離越大抗誤碼能力越強(qiáng)

40、。的距離越大抗誤碼能力越強(qiáng)。16qam相干解調(diào)器電路的原理方框圖示于相干解調(diào)器電路的原理方框圖示于圖圖2-22（b），其結(jié)構(gòu)與多相），其結(jié)構(gòu)與多相psk解調(diào)器類解調(diào)器類似。似。n為了將相乘器（解調(diào)器）輸出的四電平信號(hào)變?yōu)榱藢⑾喑似鳎ń庹{(diào)器）輸出的四電平信號(hào)變成二進(jìn)制碼，在同相支路和正交支路各設(shè)置了三成二進(jìn)制碼，在同相支路和正交支路各設(shè)置了三個(gè)閾值比較器（個(gè)閾值比較器（因?yàn)橛幸驗(yàn)橛?個(gè)幅度個(gè)幅度）。）。n當(dāng)四電平的某電壓值超過某閾值時(shí)，則該比較當(dāng)四電平的某電壓值超過某閾值時(shí)，則該比較器的輸出為高電平，不到最小閾值時(shí)，比較器輸器的輸出為高電平，不到最小閾值時(shí)，比較器輸出為最低電平。出為最低電平。n

41、三個(gè)閾值比較器的輸出并行送入邏輯電路，邏三個(gè)閾值比較器的輸出并行送入邏輯電路，邏輯電路根據(jù)輸入的不同閾值等級(jí)，處理成相應(yīng)的輯電路根據(jù)輸入的不同閾值等級(jí)，處理成相應(yīng)的雙比特二電平碼，完成雙比特二電平碼，完成4/2電平便換。電平便換。n同相和正交支路的同相和正交支路的fb/2碼流（雙比特碼元）再經(jīng)碼流（雙比特碼元）再經(jīng)過并過并/串變換，就可恢復(fù)發(fā)端速率為串變換，就可恢復(fù)發(fā)端速率為fb的基帶碼。的基帶碼。2.3.1 時(shí)分復(fù)用與數(shù)字調(diào)制時(shí)分復(fù)用與數(shù)字調(diào)制2.3.2 psk2.3.3 qam2.3.4 msk,gmsk2.3.5 調(diào)制信號(hào)的傳輸特性調(diào)制信號(hào)的傳輸特性nfsk稱為數(shù)字調(diào)頻，又稱頻移鍵控，它

42、是稱為數(shù)字調(diào)頻，又稱頻移鍵控，它是指載波頻率隨基帶數(shù)據(jù)信號(hào)而變化的一種指載波頻率隨基帶數(shù)據(jù)信號(hào)而變化的一種調(diào)制方式。調(diào)制方式。nmsk是是fsk的一種特例，的一種特例，msk稱為最小稱為最小頻移鍵控，它是一種恒定包絡(luò)的調(diào)制方式。頻移鍵控，它是一種恒定包絡(luò)的調(diào)制方式。它是一種功率有效的調(diào)制方式。它是一種功率有效的調(diào)制方式。n前面講的功率有效的調(diào)制方式前面講的功率有效的調(diào)制方式oqpsk調(diào)制方式調(diào)制方式消除了消除了1800的載波相位變化，使它在功率和頻帶的載波相位變化，使它在功率和頻帶利用方面都優(yōu)于利用方面都優(yōu)于qpsk，但是卻并沒有在根本上，但是卻并沒有在根本上消除碼元間存在的消除碼元間存在的載

43、波相位躍變載波相位躍變。nmsk緩和了碼間相位躍變，降低了頻帶要求。緩和了碼間相位躍變，降低了頻帶要求。其主要特點(diǎn)是相鄰兩碼元轉(zhuǎn)換時(shí)，載波相位是連其主要特點(diǎn)是相鄰兩碼元轉(zhuǎn)換時(shí)，載波相位是連續(xù)的，頻移等于碼元速率的續(xù)的，頻移等于碼元速率的1/4；實(shí)現(xiàn)自同步比；實(shí)現(xiàn)自同步比較簡(jiǎn)單。較簡(jiǎn)單。 其抗非線性的性能要優(yōu)于其抗非線性的性能要優(yōu)于qpsk，甚，甚至優(yōu)于后面將介紹的至優(yōu)于后面將介紹的/4-qpsk，它的帶外，它的帶外輻射要比輻射要比qpsk的帶外輻射低。此外為了的帶外輻射低。此外為了進(jìn)一步減小帶外輻射，因此在進(jìn)一步減小帶外輻射，因此在msk的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上研究了幾種改進(jìn)型。下面逐一地進(jìn)行介上研究了

44、幾種改進(jìn)型。下面逐一地進(jìn)行介紹。紹。12fsk 2fsk是二進(jìn)制的移頻鍵控，它是用二進(jìn)制是二進(jìn)制的移頻鍵控，它是用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)來(lái)控制載波頻率，當(dāng)傳送數(shù)字信號(hào)來(lái)控制載波頻率，當(dāng)傳送“1”碼時(shí)輸出碼時(shí)輸出頻率頻率f1；當(dāng)傳送；當(dāng)傳送“0”碼時(shí)輸出頻率碼時(shí)輸出頻率f0。根據(jù)前后碼元載波相位是否連續(xù)，數(shù)字調(diào)頻又可根據(jù)前后碼元載波相位是否連續(xù)，數(shù)字調(diào)頻又可分為相位不連續(xù)的移頻鍵控和相位連續(xù)的移頻鍵分為相位不連續(xù)的移頻鍵控和相位連續(xù)的移頻鍵控。圖控。圖225給出了初相為給出了初相為0、相位連續(xù)的、相位連續(xù)的2fsk信號(hào)波形。信號(hào)波形。特點(diǎn)：已調(diào)波的頻率隨著輸入基帶信號(hào)的特點(diǎn)：已調(diào)波的頻率隨著輸入基帶信號(hào)

45、的變化而變化。變化而變化。 由圖可見，一個(gè)相位不連續(xù)的由圖可見，一個(gè)相位不連續(xù)的2fsk信信號(hào)，可以看作是載波頻率號(hào)，可以看作是載波頻率f1和和f0的兩個(gè)的兩個(gè)2ask信號(hào)的復(fù)合?？衫眯盘?hào)的復(fù)合?？衫?ask信號(hào)的功信號(hào)的功率譜密度求得相位不連續(xù)的率譜密度求得相位不連續(xù)的2fsk信號(hào)的功信號(hào)的功率譜密度（相位連續(xù)的率譜密度（相位連續(xù)的2fsk信號(hào)的功率譜信號(hào)的功率譜密度也是如此），如圖密度也是如此），如圖2-4（c）所示。）所示。n 圖中圖中h為調(diào)制指數(shù)，它是調(diào)頻系統(tǒng)的一個(gè)為調(diào)制指數(shù)，它是調(diào)頻系統(tǒng)的一個(gè)重要系數(shù)，它與數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)速率重要系數(shù)，它與數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)速率fb（=1/tb）有關(guān)，具體

46、關(guān)系為）有關(guān)，具體關(guān)系為n由圖可以看出，由圖可以看出，2fsk信號(hào)的功率譜密度信號(hào)的功率譜密度由兩個(gè)雙邊帶譜疊加而成。由兩個(gè)雙邊帶譜疊加而成。n若兩個(gè)載波頻率之差較小，如小于數(shù)據(jù)調(diào)若兩個(gè)載波頻率之差較小，如小于數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)速率制信號(hào)速率fb，則連續(xù)譜呈現(xiàn)單峰；，則連續(xù)譜呈現(xiàn)單峰；n如兩個(gè)載波頻率之差較大，會(huì)出現(xiàn)雙峰。如兩個(gè)載波頻率之差較大，會(huì)出現(xiàn)雙峰。bfffh01npsk，qam等調(diào)制方式具有等調(diào)制方式具有相位突變相位突變的的特點(diǎn)，因而影響已調(diào)信號(hào)高頻分量的衰減。特點(diǎn)，因而影響已調(diào)信號(hào)高頻分量的衰減。n連續(xù)相位的移頻鍵控是在傳統(tǒng)的頻率調(diào)制連續(xù)相位的移頻鍵控是在傳統(tǒng)的頻率調(diào)制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起

47、來(lái)的技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的種調(diào)制方式。種調(diào)制方式。在連續(xù)相位的移頻鍵控的基礎(chǔ)上發(fā)展了最在連續(xù)相位的移頻鍵控的基礎(chǔ)上發(fā)展了最小移頻鍵控的調(diào)制方式，即小移頻鍵控的調(diào)制方式，即msk方式方式。nmsk方式在功率利用率和頻帶利用率上方式在功率利用率和頻帶利用率上均優(yōu)于均優(yōu)于2psk，因此，因此msk調(diào)制方式已廣泛調(diào)制方式已廣泛運(yùn)用于地面移動(dòng)通信和衛(wèi)星移動(dòng)通信領(lǐng)域。運(yùn)用于地面移動(dòng)通信和衛(wèi)星移動(dòng)通信領(lǐng)域。n最小移頻鍵控最小移頻鍵控msk是相位連續(xù)是相位連續(xù)2fsk的一的一個(gè)特例。個(gè)特例。msk又稱又稱快速移頻鍵控快速移頻鍵控ffsk。解釋：解釋：這時(shí)，兩個(gè)頻率差是最小的，且這時(shí)，兩個(gè)頻率差是最小的，且保持

48、兩個(gè)頻率正交（兩個(gè)頻率的相關(guān)系數(shù)保持兩個(gè)頻率正交（兩個(gè)頻率的相關(guān)系數(shù)為零）為零）（因?yàn)椋ㄒ驗(yàn)閙sk信號(hào)所選擇的兩個(gè)信號(hào)頻率信號(hào)所選擇的兩個(gè)信號(hào)頻率f1和和f0在一個(gè)碼元期間的相位積累嚴(yán)格地相在一個(gè)碼元期間的相位積累嚴(yán)格地相差差180，所以有，所以有2（f1- f0）b=m，令，令m取最小值取最小值1，則，則f1- f01/2b，這正是，這正是msk信號(hào)所要求的頻率間隔）。信號(hào)所要求的頻率間隔）。 能使相差半個(gè)周期的正弦波產(chǎn)生最大的能使相差半個(gè)周期的正弦波產(chǎn)生最大的相位差。相位差。msk信號(hào)所選擇的兩個(gè)信號(hào)頻率信號(hào)所選擇的兩個(gè)信號(hào)頻率f1和和f0在一在一個(gè)碼元期間的相位積累嚴(yán)格地相差個(gè)碼元期間的

49、相位積累嚴(yán)格地相差180，即即f1和和f0信號(hào)的波形在一個(gè)碼元期間恰好差信號(hào)的波形在一個(gè)碼元期間恰好差半個(gè)周期。半個(gè)周期。 可以由下面的公式證明，可以由下面的公式證明，那么，那么 成立。成立。5 . 0201bt01bt 已調(diào)信號(hào)的相位路徑是連續(xù)的。這已調(diào)信號(hào)的相位路徑是連續(xù)的。這一點(diǎn)可以從其相位矢量圖（如圖一點(diǎn)可以從其相位矢量圖（如圖2-26）中）中看出，如果輸入碼元為看出，如果輸入碼元為“0”時(shí)的對(duì)應(yīng)波形時(shí)的對(duì)應(yīng)波形為為“+1”，而輸入碼元為，而輸入碼元為“1”時(shí)的對(duì)應(yīng)波形時(shí)的對(duì)應(yīng)波形為為“-1”，那么由圖可見，輸入，那么由圖可見，輸入“0”碼元時(shí)，碼元時(shí)，相位將增加相位將增加/2，而當(dāng)輸

50、入，而當(dāng)輸入“1”碼元時(shí)，則碼元時(shí)，則相位將減小相位將減小/2。在圖在圖2-27中畫出了一個(gè)已知輸入序列的相中畫出了一個(gè)已知輸入序列的相位矢量圖。可以看出在所獲得的相應(yīng)位矢量圖?？梢钥闯鲈谒@得的相應(yīng)msk信號(hào)中不存在相位突變的現(xiàn)象。信號(hào)中不存在相位突變的現(xiàn)象。 msk已調(diào)波（已調(diào)波（h=0.5的調(diào)頻波）在第的調(diào)頻波）在第k個(gè)碼元個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)的波形可以表示成：時(shí)間內(nèi)的波形可以表示成： 將將(2-16)、(2-16)式代入到式代入到(a)式，式，msk信信號(hào)可寫成號(hào)可寫成 其中其中ik、qk是與是與ak - ak-1（設(shè)設(shè)bkak - ak-1，即即bk是是ak差分編碼的相對(duì)碼差分編碼的相對(duì)碼）有關(guān)的值，）有關(guān)的值，并且經(jīng)分析得知相對(duì)碼的奇數(shù)位賦于并且經(jīng)分析得知相對(duì)碼的奇數(shù)位賦于ik，偶數(shù)位賦于偶數(shù)位賦于qk，所以，所以ik和和qk時(shí)間上相差時(shí)間上相差tb/2（因?yàn)榻?jīng)過了串（因?yàn)榻?jīng)過了串/并變換）。并變換）?？梢姡梢?，msk本來(lái)是從本來(lái)是從fsk引申出來(lái)的，但引申出來(lái)的，但經(jīng)過正交展開后，又可視為是經(jīng)過正交展開后，又可視為是oqpsk的推的推廣。廣。n首先對(duì)輸入序列首先對(duì)輸入序列 進(jìn)行差分編碼（得