數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)課件

第四章數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)基帶傳輸技術(shù)頻帶傳輸及調(diào)制技術(shù)同步控制技術(shù)信道訪問技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)差錯控制技術(shù)第四章數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)基帶傳輸技術(shù)14.1基帶傳輸技術(shù)基帶傳輸對信號的要求基帶信號的波形及其傳輸碼型基帶傳輸系統(tǒng)4.1基帶傳輸技術(shù)基帶傳輸對信號的要求24.1.1基帶傳輸對信號的要求數(shù)字基帶信號------來自數(shù)據(jù)終端的原始數(shù)據(jù)信號。計算機輸出的二進(jìn)制序列電傳機輸出的代碼PCM碼組，ΔM序列這些信號往往包含豐富的低頻分量，甚至直流分量。在具有低通特性的有線信道中，特別是傳輸距離不太遠(yuǎn)的情況下，它們可以直接傳輸，故稱為基帶傳輸。4.1.1基帶傳輸對信號的要求數(shù)字基帶信號------來自3因為在利用對稱電纜構(gòu)成的近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)廣泛采用了這種傳輸方式；因為基帶傳輸系統(tǒng)的許多問題也是頻帶傳輸系統(tǒng)必須考慮的問題；因為任何一個采用線性調(diào)制的頻帶傳輸系統(tǒng)可等效為基帶傳輸系統(tǒng)來研究。基帶傳輸系統(tǒng)的研究：因為在利用對稱電纜構(gòu)成的近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)廣泛采用了這種傳輸方4基帶傳輸對信號的基本要求：基帶信號應(yīng)有利于提高系統(tǒng)的頻帶利用率基帶信號應(yīng)含有盡量少的直流、甚低頻及高頻分量基帶信號應(yīng)含有足夠大的可供提取定時信號的信號分量基帶信號的碼型基本上應(yīng)不受信源統(tǒng)計特性的影響基帶信號的頻譜能量要集中，所占帶寬要窄基帶信號的碼型對噪聲和碼間干擾應(yīng)具有較強的抵抗力和自檢能力基帶信號的變換電路應(yīng)簡單，成本低，性能號，且易于調(diào)整基帶傳輸對信號的基本要求：54.1.2基帶信號的波形及其傳輸碼型1.基帶信號的波形

基帶信號是指消息代碼的電波形，它是用不同的電平或脈沖來表示相應(yīng)的消息代碼?；鶐盘柕念愋陀泻芏?，常見的有矩形脈沖、三角波、高斯脈沖和升余弦脈沖等。最常用的是矩形脈沖，因為矩形脈沖易于形成和變換。4.1.2基帶信號的波形及其傳輸碼型1.基帶信號的波6圖4-1幾種常見的基帶信號波形圖4-1幾種常見的基帶信號波形7（1）單極性不歸零波形（圖4-1(a)）特點是極性單一，有直流分量，脈沖之間無間隔。另外位同步信息包含在電平的轉(zhuǎn)換之中，當(dāng)出現(xiàn)連0序列時沒有位同步信息（2）雙極性不歸零波形（圖4-1(b)）特點是無直流分量。這樣，恢復(fù)信號的判決電平為0，因而不受信道特性變化的影響，抗干擾能力也較強。故雙極性波形有利于在信道中傳輸（3）單極性歸零波形（圖4-1(c)）單極性歸零波形可以直接提取定時信息，是其他波形提取位定時信號時需要采用的一種過渡波形。（1）單極性不歸零波形（圖4-1(a)）8（4）雙極性歸零波形（圖4-1(d)）除了具有雙極性不歸零波形的特點外，還有利于同步脈沖的提取。（5）差分波形（圖4-1(e)）由于差分波形是以相鄰脈沖電平的相對變化來表示代碼，因此稱它為相對碼波形，而相應(yīng)地稱前面的單極性或雙極性波形為絕對碼波形。用差分波形傳送代碼可以消除設(shè)備初始狀態(tài)的影響，特別是在相位調(diào)制系統(tǒng)中用于解決載波相位模糊問題。（6）多電平波形（圖4-1(f)）是多于一個二進(jìn)制符號對應(yīng)一個脈沖的情形，適合于高數(shù)據(jù)速率傳輸系統(tǒng)。（4）雙極性歸零波形（圖4-1(d)）92.常用的基帶傳輸碼型對傳輸用的基帶信號主要有兩個方面的要求：對代碼的要求原始消息代碼必須編成適合于傳輸用的碼型；對所選碼型的電波形要求電波形應(yīng)適合于基帶系統(tǒng)的傳輸。前者屬于傳輸碼型的選擇，后者是基帶脈沖的選擇。這是兩個既獨立又有聯(lián)系的問題。

2.常用的基帶傳輸碼型對傳輸用的基帶信號主要有兩個方面的要10傳輸碼(或稱線路碼)的結(jié)構(gòu)將取決于實際信道特性和系統(tǒng)工作的條件。通常，傳輸碼的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有下列主要特性：相應(yīng)的基帶信號無直流分量，且低頻分量少；便于從信號中提取定時信息；信號中高頻分量盡量少，以節(jié)省傳輸頻帶并減少碼間串?dāng)_；不受信息源統(tǒng)計特性的影響，即能適應(yīng)于信息源的變化；具有內(nèi)在的檢錯能力，傳輸碼型應(yīng)具有一定規(guī)律性，以便利用這一規(guī)律性進(jìn)行宏觀監(jiān)測；編譯碼設(shè)備要盡可能簡單，等等。傳輸碼(或稱線路碼)的結(jié)構(gòu)將取決于實際信道特性和系統(tǒng)工作的條11雙向碼差（微）分雙向碼密勒碼傳號交替反轉(zhuǎn)碼三階高密度雙極性碼最常用的傳輸碼型：

雙向碼最常用的傳輸碼型：12(1)雙相碼又稱曼徹斯特（Manchester）碼。它用一個周期的正負(fù)對稱方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。編碼規(guī)則之一是：“0”碼用“01”兩位碼表示，“1”碼用“10”兩位碼表示，例如：

代碼：1100101雙相碼：10100101100110

雙相碼只有極性相反的兩個電平。因為雙相碼在每個碼元周期的中心點都存在電平跳變，所以富含位定時信息。又因為這種碼的正、負(fù)電平各半，所以無直流分量，編碼過程也簡單。缺點：需要雙倍的傳輸帶寬（即信號速率是數(shù)據(jù)速率的2倍）。(1)雙相碼13(2)差分雙向碼又叫差分曼徹斯特碼(DifferentialManchester)與雙向碼相同，在每個碼元的中間，信號都會發(fā)生跳變；不同之處在于：

用在碼元開始處有無跳變來表示0和1：

碼元開始處有跳變——0碼元開始處無跳變——1(2)差分雙向碼14（3）密勒(Miller)碼又稱延遲調(diào)制碼，它是雙相碼的一種變形。編碼規(guī)則如下：

“1”碼用碼元間隔中心點出現(xiàn)躍變來表示，即用“10”或“01”表示?！?”碼有兩種情況：單個“0”時，在碼元間隔內(nèi)不出現(xiàn)電平躍變，且與相鄰碼元的邊界處也不躍變，連“0”時，在兩個“0”碼的邊界處出現(xiàn)電平躍變，即“00”與“11”交替若兩個“1”碼中間有一個“0”碼時，密勒碼流中出現(xiàn)最大寬度為2Ts的波形，即兩個碼元周期。這一性質(zhì)可用來進(jìn)行宏觀檢錯（3）密勒(Miller)碼15（4）傳號交替反轉(zhuǎn)碼（AMI碼）其編碼規(guī)則是將二進(jìn)制消息代碼“1”(傳號)交替地變換為傳輸碼的“+1”和“-1”，而“0”(空號)保持不變。例如：消息代碼100110000000110011…AMI碼：+100–1+10000000-1+100-1+1…AMI碼對應(yīng)的基帶信號是正負(fù)極性交替的脈沖序列，而0電位持不變的規(guī)律優(yōu)點：由于+1與-1交替，AMI碼的功率譜中不含直流成分，高、低頻分量少，能量集中在頻率為1/2碼速處。位定時頻率分量雖然為0，但只要將基帶信號經(jīng)全波整流變?yōu)閱螛O性歸零波形，便可提取位定時信號。AMI碼的編譯碼電路簡單，便于利用傳號極性交替規(guī)律觀察誤碼情況。不足：當(dāng)原信碼出現(xiàn)連“0”串時，信號的電平長時間不跳變，造成提取定時信號的困難（4）傳號交替反轉(zhuǎn)碼（AMI碼）16（5）三階高密度雙極性碼（HDB3碼）它是AMI碼的一種改進(jìn)型，其目的是為了保持AMI碼的優(yōu)點而克服其缺點，使連“0”個數(shù)不超過3個。其編碼規(guī)則如下：當(dāng)信碼的連“0”個數(shù)不超過3時，仍按AMI碼的規(guī)則編，即傳號極性交替；當(dāng)連“0”個數(shù)超過3時，則將第4個“0”改為與前面的“1”同極性的脈沖，記為+V或-V，稱之為破壞脈沖。相鄰V碼的極性必須交替出現(xiàn)，以確保編好的碼中無直流；為了便于識別，V碼的極性應(yīng)與其前一個非“0”脈沖的極性相同，否則，將四連“0”的第一個“0”更改為與該破壞脈沖相同極性的脈沖，并記為+B或-B；破壞脈沖之后的傳號碼極性也要交替。（5）三階高密度雙極性碼（HDB3碼）17例如：

代碼：1000010000110000l1AMI碼：-10000+10000-1+10000-1+1HDB3碼：-1000-V+1000+V-1+1-B00-V+1-1其中的±V脈沖和±B脈沖與±1脈沖波形相同，用V或B符號的目的是為了示意是將原信碼的“0”變換成“1”碼。HDB3碼保持了AMI碼的優(yōu)點外，同時還將連“0”碼限制在3個以內(nèi)，故有利于位定時信號的提取HDB3碼是應(yīng)用最為廣泛的碼型，A律PCM四次群以下的接口碼型均為HDB3碼例如：18常用的基帶傳輸碼型常用的基帶傳輸碼型193.基帶傳輸碼型的分析分析基帶信號的碼型可以從推導(dǎo)各種碼型的功率密度譜和輸出能量譜的計算公式人手3.基帶傳輸碼型的分析分析基帶信號的碼型可以從推導(dǎo)各種碼型的204.1.3基帶傳輸系統(tǒng)基帶傳輸系統(tǒng)的模型4.1.3基帶傳輸系統(tǒng)基帶傳輸系統(tǒng)的模型21基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸特性分析結(jié)論：碼間串?dāng)_和隨機噪聲干擾是影響基帶信號傳輸質(zhì)量的兩個主要因素碼間串?dāng)_值隨機噪聲的干擾值基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸特性分析結(jié)論：碼間串?dāng)_值隨機噪聲的干擾值224.2頻帶傳輸及調(diào)制技術(shù)概述基本數(shù)字調(diào)制技術(shù)幅相混合調(diào)制脈碼調(diào)制4.2頻帶傳輸及調(diào)制技術(shù)概述234.2.1概述調(diào)制的目的：滿足信道傳輸?shù)男枰獙崿F(xiàn)多路復(fù)用、完成頻率分配和減小噪聲干擾的影響數(shù)字調(diào)制用載波信號參量三離散狀態(tài)來表征所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)消息在解調(diào)時只需對載波信號的受調(diào)參量進(jìn)行檢測和判決三種基本形式：ASK、FSK和PSK4.2.1概述調(diào)制的目的：24ASK：用載波的兩個不同振幅表示0(0v)和1(+5v)FSK：用載波的兩個不同頻率表示0(1.2KHz)和1(2.4KHz)PSK：用載波的起始相位的變化表示0(同相)和1(反相)00110100010ASK調(diào)幅FSK調(diào)頻PSK調(diào)相ASK：用載波的兩個不同振幅表示0(0v)和1(+5v)00254.2.2基本數(shù)字調(diào)制技術(shù)數(shù)字幅度調(diào)制數(shù)字頻率調(diào)制數(shù)字相位調(diào)制4.2.2基本數(shù)字調(diào)制技術(shù)數(shù)字幅度調(diào)制261.數(shù)字幅度調(diào)制二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）正弦載波的幅度隨數(shù)字基帶信號而變化的數(shù)字調(diào)制二進(jìn)制符號序列可表示為：則二進(jìn)制振幅鍵控信號可表示為1.數(shù)字幅度調(diào)制二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）則二進(jìn)制振幅鍵控27二進(jìn)制振幅鍵控信號調(diào)制器原理框圖模擬相乘數(shù)字鍵控二進(jìn)制振幅鍵控信號調(diào)制器原理框圖模擬相乘數(shù)字鍵控282ASK信號的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的兩倍，故頻帶利用率僅是直接傳輸基帶信號時的一半。對2ASK信號的解調(diào)主要有兩種方法：包絡(luò)檢波法相干解調(diào)法2ASK信號的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的兩倍，故頻帶利用率僅是29二進(jìn)制振幅鍵控信號解調(diào)器原理框圖二進(jìn)制振幅鍵控信號解調(diào)器原理框圖30多進(jìn)制振幅鍵控（MASK）利用多電平的矩形基帶脈沖去控制正弦載波信號幅度由于在一個碼元持續(xù)時間內(nèi)，多電平信號所包含的信息量是二電平信號的logM倍(M為電平數(shù))，所以多電平調(diào)制的頻率利用率(指單位頻帶內(nèi)的信息傳輸速率)比二電平調(diào)制高。時域表達(dá)式：多電平調(diào)制信號的帶寬和二電平調(diào)制信號的帶寬是相同的多進(jìn)制振幅鍵控（MASK）多電平調(diào)制信號的帶寬和二電平調(diào)制信314進(jìn)制振幅調(diào)制信號的時間波形4進(jìn)制振幅調(diào)制信號的時間波形32正交幅度調(diào)制（QAM）利用兩個獨立的基帶波形對兩個相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波的雙邊帶幅度調(diào)制由于它利用了合成的已調(diào)信號在相同頻帶范圍內(nèi)頻譜正交的特性，因而實現(xiàn)了在同一頻帶內(nèi)兩路數(shù)據(jù)信息的并行傳輸。適用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊险环孺I控信號可表示為：正交幅度調(diào)制（QAM）33正交幅度鍵控信號的調(diào)制正交幅度鍵控信號的調(diào)制34正交幅度調(diào)制對傳輸信道和接收端相干載波的相位誤差提出了嚴(yán)格的要求，信道特性的不理想或相干載波存在相位誤差，都會在接收端解調(diào)后恢復(fù)的基帶波形中出現(xiàn)鄰路干擾和正交干擾。正交幅度鍵控信號的解調(diào)正交幅度調(diào)制對傳輸信道和接收端相干載波的相位誤差提出了嚴(yán)格的352.數(shù)字頻率調(diào)制二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，若正弦載波的頻率隨二進(jìn)制基帶信號在f1和f2兩個頻率點間變化，則產(chǎn)生二進(jìn)制移頻鍵控信號(2FSK信號)。二進(jìn)制移頻鍵控信號可以看成是兩個不同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號的疊加。若二進(jìn)制基帶信號的1符號對應(yīng)于載波頻率f1，0符號對應(yīng)于載波頻率f2，則二進(jìn)制移頻鍵控信號的時域表達(dá)式為2.數(shù)字頻率調(diào)制二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）36

是反碼關(guān)系

分別代表第n個信號碼元的初始相位。在2ASK信號中，它們不攜帶信息，通?？稍O(shè)為零。因此，二進(jìn)制移頻鍵控信號的時域表達(dá)式可簡化為：帶寬B＝|f2-f1|+2fs生成2FSK信號一般有兩種方法，即頻率選擇法和載波調(diào)頻法。前者產(chǎn)生的一般是相位離散的2FSK信號；后者則是相位連續(xù)的2FSK信號。是反碼關(guān)系帶寬B＝|f2-f1|+37頻率選擇法實現(xiàn)二進(jìn)制移頻鍵控信號的原理圖abcdefg頻率選擇法實現(xiàn)二進(jìn)制移頻鍵控信號的原理圖abcdefg38二進(jìn)制移頻鍵控信號的時間波形二進(jìn)制移頻鍵控信號的時間波形39非相干解調(diào)相干解調(diào)非相干解調(diào)相干解調(diào)402FSK非相干解調(diào)過程的時間波形2FSK非相干解調(diào)過程的時間波形41多進(jìn)制頻移鍵控（MFSK）利用M個不同頻率的信號波形來代表M進(jìn)制的M個碼元符號。當(dāng)需要傳送某一碼元符號時，則在信道上傳輸相應(yīng)的信號波形多進(jìn)制頻移鍵控（MFSK）42MFSK信號的生成原理框圖MFSK信號的生成原理框圖43MFSK信號最佳非相干解調(diào)器原理框圖MFSK信號二進(jìn)制比特流MFSK信號最佳非相干解調(diào)器原理框圖MFSK信號二進(jìn)制比特流443.數(shù)字相位調(diào)制相移鍵控與幅度鍵控、頻移鍵控相比，它不僅在恒參信道上具有較優(yōu)的抗噪聲性能和頻帶利用率，而且在有衰落和多徑現(xiàn)象的信道上也有較好的接收效果。二相絕對調(diào)制（2PSK）在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號離散變化時，則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控(2PSK)信號。通常用已調(diào)信號載波的0°和180°分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號的1和0。這種以載波的不同相位直接表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號的調(diào)制方式，稱為二進(jìn)制絕對移相方式。3.數(shù)字相位調(diào)制相移鍵控與幅度鍵控、頻移鍵控相比，它不僅在45二進(jìn)制移相鍵控信號的時域表達(dá)式為

n是第n個碼元的載波相位，它是一隨機變量，只有兩種可能的取值：0或。二進(jìn)制移相鍵控信號的時域表達(dá)式為n是第n個碼元的載波相位462PSK信號的調(diào)制原理圖圖(a)是采用模擬調(diào)制的方法（調(diào)相法）產(chǎn)生2PSK信號，圖(b)是采用數(shù)字鍵控的方法（相位選擇法）產(chǎn)生2PSK信號。2PSK信號的調(diào)制原理圖圖(a)是采用模擬調(diào)制的方法（調(diào)相法472PSK信號的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的兩倍2PSK信號的解調(diào)通常都是采用相干解調(diào)。在相干解調(diào)過程中需要用到與接收的2PSK信號同頻同相的相干載波。2PSK信號的解調(diào)原理圖2PSK信號的相干解調(diào)存在隨機的“倒π”現(xiàn)象，從而使得2PSK方式在實際中很少采用2PSK信號的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的兩倍2PSK信號的解調(diào)482PSK信號相干解調(diào)各點時間波形2PSK信號相干解調(diào)各點時間波形49二相相對移相（2DPSK）用前后相鄰碼元的載波相對相位變化來表示數(shù)字信息。假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為Δφ，可定義一種數(shù)字信息與Δφ之間的關(guān)系為二進(jìn)制數(shù)字信息：11010011102DPSK信號相位：0π00πππ0π00或π0ππ000π0ππ

則一組二進(jìn)制數(shù)字信息與其對應(yīng)的2DPSK信號的載波相位關(guān)系如下所示:二相相對移相（2DPSK）二進(jìn)制數(shù)字信息：502DPSK信號調(diào)制器原理圖相對碼2DPSK信號調(diào)制器原理圖相對碼51第四章-數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)課件522DPSK信號的解調(diào)：以相干解調(diào)法來說明其解調(diào)原理因為相干解調(diào)后仍是相對碼，故最后還需經(jīng)碼反變換器將相對碼變換成絕對碼在解調(diào)過程中，若相干載波產(chǎn)生180°相位模糊，解調(diào)出的相對碼將產(chǎn)生倒置現(xiàn)象，但是經(jīng)過碼反變換器后，輸出的絕對碼不會發(fā)生任何倒置現(xiàn)象，從而解決了載波相位模糊度的問題。2DPSK信號的解調(diào)：532DPSK信號相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形2DPSK信號相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形54多相調(diào)制利用載波的多個相位或相位差來表示數(shù)字信息多相調(diào)制信號的表示形式為：多相調(diào)制554PSK2PSK(Constellation)信號矢量圖4PSK2PSK(Constellation)信號矢量圖56雙比特碼元載波相位(φn)abA方式B方式011000110°90°180°270°225°315°45°135°雙比特ab與載波相位的關(guān)系同2PSK的情況一樣，4PSK也存在相位模糊問題，并且是0°、90°、180°和270°四個相位模糊。在實際使用中常采用四相相對相移（4DPSK）。雙比特碼元載波相位(φn)abA方式B方式000°574DPSK信號產(chǎn)生原理圖4DPSK信號的產(chǎn)生與解調(diào)：生成的基本思想：把以絕對碼表示的雙比特碼元經(jīng)過碼變換，構(gòu)成相對碼表示的雙比特碼元再進(jìn)行四相絕對移相4DPSK信號產(chǎn)生原理圖4DPSK信號的產(chǎn)生與解調(diào)：58圖7-464DPSK信號相干解調(diào)加碼反變換器方式原理圖圖7-464DPSK信號相干解調(diào)加碼反變換器方式原理594.2.3幅相混合調(diào)制多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)是以犧牲功率利用率換取頻帶利用率的提高的。幅度相位混合調(diào)制（APK）是對載波信號的幅度和相位同時進(jìn)行調(diào)制的一種調(diào)制形式。APK信號的時域表達(dá)式可表示如下：4.2.3幅相混合調(diào)制多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)是以犧牲功率利用率換60APK信號的可能狀態(tài)數(shù)為N×MAPK信號的可能狀態(tài)數(shù)為N×M61APK信號可寫成另一種形式：APK信號可以看作兩個正交載波調(diào)制信號之和如果在一個碼元時間內(nèi)，上式可寫成：APK信號可寫成另一種形式：APK信號可以看作兩個正交載波調(diào)62在功率相等或最大幅度相等的條件下，16QAM和16PSK的星座圖如下：MPSK在M>4時，同相和正交信號不是獨立的，以保證合成矢量落在圓上，而MQAM則是獨立的。16QAM星座圖上信號點間的最小距離比16PSK小。在功率相等或最大幅度相等的條件下，16QAM和16PSK的星6316QAM信號的生成方法：正交調(diào)幅法用兩路正交的四電平幅度鍵控信號疊加而成復(fù)合相移法：用兩路獨立的四相相移鍵控信號疊加而成16QAM信號的生成方法：64

某調(diào)制解調(diào)器同時使用幅移鍵控和相移鍵控，采用0、/2、和3/2四種相位，每種相位又都有兩個不同的幅值，問在波特率為1200的情況下數(shù)據(jù)速率是多少?解：由于采用0、/2、和3/2四種相位，而每種相位又都有兩個不同的幅值，所以每個周期內(nèi)可能有8種狀態(tài)。數(shù)據(jù)傳輸率=波特率lb8=12003=3600(b/s)某調(diào)制解調(diào)器同時使用幅移鍵控和相移鍵控，采用654.2.4脈碼調(diào)制模擬信號在數(shù)字信道中傳輸：編解碼器脈碼調(diào)制原理影響PCM中繼間隔的因素利用PCM信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸4.2.4脈碼調(diào)制模擬信號在數(shù)字信道中傳輸：661.脈碼調(diào)制原理脈沖編碼調(diào)制（PulseCodeModulation)就是用脈沖碼組代表模擬調(diào)制信號的抽樣量化值，是把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的一種脈沖數(shù)字調(diào)制方式。PCM方式的突出優(yōu)點就是抗干擾性能好，便于時分多路復(fù)用，便于計算機處理，能夠把各種輸入信號（如聲音、圖像、數(shù)據(jù)）進(jìn)行量化處理，變?yōu)榇a進(jìn)行傳輸。1.脈碼調(diào)制原理脈沖編碼調(diào)制（PulseCodeModu67脈碼調(diào)制原理框圖脈碼調(diào)制原理框圖68模擬信號經(jīng)抽樣、量化等處理后，就可以進(jìn)行編碼，使量化信號變?yōu)榫幋a信號，也就是PCM基帶信號。在實際數(shù)字系統(tǒng)中，一個數(shù)字信號是用二進(jìn)制數(shù)來表示的。在PCM中廣泛使用的二進(jìn)制碼有：自然二進(jìn)制碼，格雷碼，折疊碼。模擬信號經(jīng)抽樣、量化等處理后，就可以進(jìn)行編碼，使量化信號變?yōu)?92.影響PCM中繼間隔的因素影響中繼間隔的主要因素是碼間串?dāng)_和線路噪聲碼間串?dāng)_難以避免，采用均衡器可以減少碼間干擾的影響線路噪聲熱噪聲、脈沖噪聲、系統(tǒng)間的串話噪聲等同軸電纜因外導(dǎo)體的屏蔽作用，撥號脈沖噪聲和串話噪聲都較小，此時熱噪聲就成為主要噪聲。當(dāng)PCM線路與話音線路設(shè)置在同一條電纜內(nèi)，來自話音電路的沖擊性噪聲(主要是撥號脈沖噪聲)將對PCM中繼設(shè)備產(chǎn)生干擾。當(dāng)同一電纜內(nèi)的多個線對中同時傳送不同系統(tǒng)的PCM信號時，就會出現(xiàn)系統(tǒng)間串話現(xiàn)象。2.影響PCM中繼間隔的因素影響中繼間隔的主要因素是碼間串703.利用PCM信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸利用PCM信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，存在一個如何使數(shù)據(jù)信息進(jìn)入PCM信道的問題，即要進(jìn)行碼變換的工作根據(jù)PCM信道終端設(shè)備與數(shù)據(jù)終端設(shè)備兩者定時信號之間的關(guān)系，碼變換有三種方式：同步數(shù)據(jù)傳輸方式由PCM信道的終端設(shè)備向數(shù)據(jù)終端設(shè)備發(fā)送統(tǒng)一的定時信號，達(dá)到兩者同步的目的非同步數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)終端設(shè)備在數(shù)據(jù)信號的時鐘與PCM信道的時鐘不同步而進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸方式同步時分多路復(fù)用數(shù)據(jù)傳輸方式指多路數(shù)據(jù)信號在同步時分復(fù)用器內(nèi)，按照一定的格式進(jìn)行組合后，再進(jìn)入PCM信道。3.利用PCM信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸利用PCM信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時714.3同步控制技術(shù)同步是指收發(fā)雙方在時間上步調(diào)一致，故又稱定時。在數(shù)據(jù)通信中，按照同步的功用分為：載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步載波同步指在相干解調(diào)時，接收端需要提供一個與接收信號中的調(diào)制載波同頻同相的相干載波。這個載波的獲取稱為載波提取或載波同步。位同步又稱碼元同步。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，任何消息都是通過一連串碼元序列傳送的，所以接收時需要知道每個碼元的起止時刻，以便在恰當(dāng)?shù)臅r刻進(jìn)行取樣判決。4.3同步控制技術(shù)同步是指收發(fā)雙方在時間上步調(diào)一致，故又稱72群同步包含字同步、句同步、分路同步，它有時也稱幀同步。在數(shù)據(jù)通信中，信息流是用若干碼元組成一個“字”，又用若干個“字”組成“句”。在接收這些數(shù)字信息時，必須知道這些“字”、“句”的起止時刻，否則接收端無法正確恢復(fù)信息。網(wǎng)同步為了保證通信網(wǎng)內(nèi)各用戶之間可靠地通信和數(shù)據(jù)交換，全網(wǎng)必須有一個統(tǒng)一的時間標(biāo)準(zhǔn)時鐘，這就是網(wǎng)同步的問題。按照獲取和傳輸同步信息方式的不同，又可分為外同步法和自同步法。外同步法。由發(fā)送端發(fā)送專門的同步信息（常被稱為導(dǎo)頻），接收端把這個導(dǎo)頻提取出來作為同步信號的方法，稱為外同步法。自同步法。發(fā)送端不發(fā)送專門的同步信息，接收端設(shè)法從收到的信號中提取同步信息的方法，稱為自同步法。群同步73同步是進(jìn)行信息傳輸?shù)谋匾颓疤?。同步性能的好壞又將直接影響著通信系統(tǒng)的性能。同步系統(tǒng)應(yīng)具有比信息傳輸系統(tǒng)更高的可靠性和更好的質(zhì)量指標(biāo)，如同步誤差小、相位抖動小以及同步建立時間短、保持時間長等。同步是進(jìn)行信息傳輸?shù)谋匾颓疤?。同步性能的好壞又將直接影響?44.3.1載波同步實現(xiàn)載波同步的方法可分為兩類：若接收的己調(diào)信號頻譜中含有載頻離散譜成分（含有載波分量或載波導(dǎo)頻分量）時可用窄帶帶通濾波器或鎖相環(huán)來提取相干載波對于抑制載波而又沒有插入導(dǎo)頻的已調(diào)信號，則通過對其進(jìn)行非線性變換或采用特殊的鎖相環(huán)來獲取相干載波4.3.1載波同步實現(xiàn)載波同步的方法可分為兩類：751.插入導(dǎo)頻法又稱為外同步法發(fā)送端在發(fā)送有用信號頻譜的同時，在適當(dāng)?shù)奈恢弥性偌尤胍粋€低功率的線譜，接收端利用窄帶濾波器把它提取出來，再經(jīng)適當(dāng)處理后形成相干載波。抑制載波雙邊帶信號的導(dǎo)頻插入導(dǎo)頻的插入位置應(yīng)該在信號頻譜為0的位置上1.插入導(dǎo)頻法又稱為外同步法76發(fā)方框圖m(t)cos0tsin0t(正交導(dǎo)頻)s(t)=m(t)cos0t+sin0t90o相移相加帶通s(t)m(t)S’(t)cos0t收方框圖90o相移低通帶通f0窄帶帶通f0導(dǎo)頻頻譜fS’(t)=?m(t)+?m(t)cos20t+?sin20t發(fā)方框圖m(t)cos0tsin0ts(t)=m(t772.直接提取法又稱自同步法它適用于接收信號中含有載波分量或?qū)邮招盘栠M(jìn)行某種非線性變換后含有載波的諧波分量的場合。常用方法：平方變換法和平方環(huán)法同相正交環(huán)法2.直接提取法又稱自同步法78（1）平方變換法和平方環(huán)法此方法廣泛用于建立抑制載波的雙邊帶信號的載波同步平方變換法提取載波的原理：提取的載波存在的相位模糊現(xiàn)象cosct

-cosct

（1）平方變換法和平方環(huán)法提取的載波存在的相位模糊現(xiàn)象co79平方環(huán)法提取載波：將上圖中的窄帶濾波器用鎖相環(huán)代替由于鎖相環(huán)具有良好的跟蹤、窄帶濾波和記憶功能，平方環(huán)法比一般的平方變換法具有更好的性能。因此，平方環(huán)法提取載波得到了較廣泛的應(yīng)用。平方環(huán)法提取載波：將上圖中的窄帶濾波器用鎖相環(huán)代替80同相正交法又叫科斯塔斯(Costas)環(huán)在此環(huán)路中，壓控振蕩器(VCO)提供兩路互為正交的載波，與輸入接收信號分別在同相和正交兩個鑒相器中進(jìn)行鑒相，經(jīng)低通濾波之后的輸出均含調(diào)制信號，兩者相乘后可以消除調(diào)制信號的影響，經(jīng)環(huán)路濾波器得到僅與相位差有關(guān)的控制壓控，從而準(zhǔn)確地對壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)整。VCO輸出同相正交法VCO輸出81Costas環(huán)法提取載波vd經(jīng)環(huán)路濾波器濾出高頻噪聲后去控制VCO的相位和頻率，最終使穩(wěn)態(tài)相位誤差減小到很小的數(shù)值，而沒有剩余頻差。Costas環(huán)法提取載波vd經(jīng)環(huán)路濾波器82此時所需的同步載波為：解調(diào)輸出為

Costas環(huán)與平方環(huán)都是利用鎖相環(huán)（PLL）提取載波的常用方法。Costas環(huán)與平方環(huán)相比，雖然在電路上要復(fù)雜一些，但它的工作頻率即為載波頻率，而平方環(huán)的工作頻率是載波頻率的兩倍，顯然當(dāng)載波頻率很高時，工作頻率較低的Costas環(huán)易于實現(xiàn)；其次，當(dāng)環(huán)路正常鎖定后，Costas環(huán)可直接獲得解調(diào)輸出，而平方環(huán)則沒有這種功能。

此時所需的同步載波為：解調(diào)輸出為Costas834.3.2位同步在接收端產(chǎn)生碼元定時信號的過程常用的位同步生成方法：插入導(dǎo)頻法直接提取法4.3.2位同步在接收端產(chǎn)生碼元定時信號的過程841.插入導(dǎo)頻法對某些本身不包含位定時信息的基帶信號(如隨機的二進(jìn)制個歸零碼)，則要在基帶信號中插入位同步的導(dǎo)頻信號，或者對該基帶信號進(jìn)行策稈碼型變換以達(dá)到獲取位定時信息的目的。將導(dǎo)頻信號插入在基帶信號頻譜的零點處位同步導(dǎo)頻信號的插入1.插入導(dǎo)頻法位同步導(dǎo)頻信號的插入85使用插入導(dǎo)頻法時，應(yīng)注意消除導(dǎo)頻信號對原基帶信號的影響。提取插入導(dǎo)頻信號的框圖從基帶信號中提取導(dǎo)頻信號糾正窄帶濾波器引起的載頻相移使用插入導(dǎo)頻法時，應(yīng)注意消除導(dǎo)頻信號對原基帶信號的影響。提取86雙重調(diào)制導(dǎo)頻插入法：使數(shù)據(jù)信號的包絡(luò)按位同步信號的波形進(jìn)行變化如PSK和FSK信號都是包絡(luò)不變的等幅波，則可將導(dǎo)頻信號調(diào)制到它們的包絡(luò)上以PSK信號為例，設(shè)相移信號為：用含有位同步信號的某種波形如式中，＝2/T，T為碼元寬度接收端對其進(jìn)行包絡(luò)檢波，輸出為對相移信號進(jìn)行調(diào)幅，則得濾出直流分量后，就得到位同步信號：雙重調(diào)制導(dǎo)頻插入法：用含有位同步信號的某種波形如式中，872.直接提取法由接收端直接從接收信號中提取位定時信息對于未含有位定時頻率分量的基帶信號，必須對其進(jìn)行波形變換，使變換后的基帶信號中含有離散的位定時分量，這樣就可用窄帶濾波器或鎖相環(huán)來提取所需的位定時信息，繼而形成位同步信號。直接提取法濾波法鎖相法2.直接提取法88濾波法生成位同步信號：基帶信號位同步信號特點：先形成含有位同步信息的信號，再用濾波器將其濾出濾波法生成位同步信號：基帶信號位同步信號特點：先形成含有位同89鎖相法：數(shù)字鎖相法生成位同步信號原理框圖形成含有位定時分量的窄脈沖序列其輸出去調(diào)整相位調(diào)整器輸出的位同步信號的相位，直至位同步信號的相位與準(zhǔn)定時信號的相位完全一致鎖相法：數(shù)字鎖相法生成位同步信號原理框圖形成含有位定時分量的904.3.3群同步實現(xiàn)幀或信息包同步傳輸?shù)倪^程稱為群同步群同步的任務(wù)是對解調(diào)器輸出的碼元序列進(jìn)行正確的分組。與載波同步、位同步不同，群同步一般是通過數(shù)據(jù)格式的特殊設(shè)計來達(dá)到的，亦即通過在數(shù)據(jù)碼元序列中插入特定的同步碼元或同步碼組實現(xiàn)群同步。實現(xiàn)群同步的關(guān)鍵在于如何識別插入的同步標(biāo)志。實現(xiàn)方法：外同步法內(nèi)同步法4.3.3群同步實現(xiàn)幀或信息包同步傳輸?shù)倪^程稱為群同911.起止同步法這是一種利用起止位實現(xiàn)異步傳輸?shù)姆椒?。此時，群是由起始位、字符位及停止位構(gòu)成的。此下降波表示一字符的開始進(jìn)行位同步碼元時間取決于波特率1.起止同步法這是一種利用起止位實現(xiàn)異步傳輸?shù)姆椒?。此下?22.特定碼組同步法這是一種利用特定碼組來實現(xiàn)異步傳輸?shù)姆椒ū粋鬏數(shù)膯挝皇侨舾杀忍亟M成的數(shù)據(jù)塊（包括同步信息和數(shù)據(jù)信息），以一個特定的碼組作為數(shù)據(jù)塊的開始標(biāo)志和結(jié)束標(biāo)志。接收端通過識別該特定碼組來實現(xiàn)群同步。2.特定碼組同步法這是一種利用特定碼組來實現(xiàn)異步傳輸?shù)姆椒?33.特定字符同步法這是一種利用特定字符作為同步標(biāo)志來實現(xiàn)異步傳輸?shù)姆椒ū粋鬏數(shù)膯挝皇怯砂刂谱址蛿?shù)據(jù)字符在內(nèi)的字符序列構(gòu)成的數(shù)據(jù)塊，以兩個或兩個以上的特定字符作為數(shù)據(jù)塊的開始標(biāo)志3.特定字符同步法這是一種利用特定字符作為同步標(biāo)志來實現(xiàn)異944.3.4網(wǎng)同步要保證通信網(wǎng)內(nèi)各點之間的可靠通信，必須在網(wǎng)內(nèi)建立一個統(tǒng)一的時間標(biāo)準(zhǔn)，這就是網(wǎng)同步。網(wǎng)同步的任務(wù)就是使得整個通信網(wǎng)各復(fù)接點的時鐘頻率和相位相互協(xié)調(diào)一致。實現(xiàn)網(wǎng)同步的方法主要有兩類：一類是建立全網(wǎng)同步系統(tǒng)，使通信網(wǎng)內(nèi)各地的時鐘彼此同步，即各站時鐘的頻率和相位都保持一致。建立全網(wǎng)同步的主要方法有主從同步法和相互同步法。另一類是建立準(zhǔn)同步系統(tǒng)，又稱為時鐘法或異步復(fù)接?，F(xiàn)準(zhǔn)同步的方法也有兩種，即碼速調(diào)整法和水庫法。4.3.4網(wǎng)同步要保證通信網(wǎng)內(nèi)各點之間的可靠通信，必須在網(wǎng)951.主從同步法主從同步法通信網(wǎng)中某一站（主站）設(shè)置一個高穩(wěn)定的主時鐘，其它各站（從站）的時鐘頻率和相位同步于主時鐘的頻率和相位。

各站時鐘的頻率和相位也可以同步于GPS提供的標(biāo)準(zhǔn)時鐘。

1.主從同步法主從同步法96特點：（1）時鐘源穩(wěn)定度高，設(shè)備簡單（2）過分依賴主時鐘源在小型通信網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用主從同步法的時鐘傳送特點：（1）時鐘源穩(wěn)定度高，設(shè)備簡單主從同步法的時鐘傳送972.相互同步法相互同步法：

網(wǎng)內(nèi)各站設(shè)有獨立時鐘，它們的固有頻率存在一定偏差，各站所使用的時鐘頻率鎖定在網(wǎng)內(nèi)各站固有頻率的平均值上（此平均值將稱為網(wǎng)頻）。特點：每站的設(shè)備復(fù)雜各站時鐘頻率的變化都會引起網(wǎng)頻率的變化，出現(xiàn)暫時的不穩(wěn)定，也容易引起復(fù)接誤碼2.相互同步法相互同步法：983.碼速調(diào)整法碼速調(diào)整法有正碼速調(diào)整、負(fù)碼速調(diào)整和正／負(fù)碼速調(diào)整三種。下面以正碼速調(diào)整法(又稱正脈沖塞入法)為例來說明它的工作原理正碼速調(diào)整法是采用填充脈沖方式來調(diào)整碼速的。3.碼速調(diào)整法碼速調(diào)整法有正碼速調(diào)整、負(fù)碼速調(diào)整和正／負(fù)碼99數(shù)碼流數(shù)碼流寫入時鐘fifi’數(shù)碼流數(shù)碼流寫入時鐘fifi’100正碼速調(diào)整波形圖：優(yōu)點：各站工作在準(zhǔn)同步狀態(tài)，無需統(tǒng)一的時鐘，適用于大型通信網(wǎng)絡(luò)缺點：存在相位抖動現(xiàn)象，從而影響同步質(zhì)量正碼速調(diào)整波形圖：優(yōu)點：各站工作在準(zhǔn)同步狀態(tài)，無需統(tǒng)一的時鐘1014.水庫法各站的時鐘穩(wěn)定度都很高，緩沖器容量足夠大，雖然寫入脈沖和讀出脈沖頻率不相等，但緩沖器在很長時間內(nèi)不發(fā)生“取空”或“溢出”現(xiàn)象，無需進(jìn)行碼速調(diào)整。緩存相繼發(fā)生“取空”或“溢出”的時間間隔T：設(shè)緩存的位數(shù)為2n，初始狀態(tài)為半滿態(tài)，緩存寫入和讀出的速率之差為f，則間隔時間為：

T=n/f另設(shè)數(shù)據(jù)流的速率為f，則它的相對速率穩(wěn)定度S為：

S=|f/f|得水庫法的基本計算公式

fT=n/S4.水庫法各站的時鐘穩(wěn)定度都很高，緩沖器容量足夠大，雖然寫102第四章數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)基帶傳輸技術(shù)頻帶傳輸及調(diào)制技術(shù)同步控制技術(shù)信道訪問技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)差錯控制技術(shù)第四章數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)基帶傳輸技術(shù)1034.1基帶傳輸技術(shù)基帶傳輸對信號的要求基帶信號的波形及其傳輸碼型基帶傳輸系統(tǒng)4.1基帶傳輸技術(shù)基帶傳輸對信號的要求1044.1.1基帶傳輸對信號的要求數(shù)字基帶信號------來自數(shù)據(jù)終端的原始數(shù)據(jù)信號。計算機輸出的二進(jìn)制序列電傳機輸出的代碼PCM碼組，ΔM序列這些信號往往包含豐富的低頻分量，甚至直流分量。在具有低通特性的有線信道中，特別是傳輸距離不太遠(yuǎn)的情況下，它們可以直接傳輸，故稱為基帶傳輸。4.1.1基帶傳輸對信號的要求數(shù)字基帶信號------來自105因為在利用對稱電纜構(gòu)成的近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)廣泛采用了這種傳輸方式；因為基帶傳輸系統(tǒng)的許多問題也是頻帶傳輸系統(tǒng)必須考慮的問題；因為任何一個采用線性調(diào)制的頻帶傳輸系統(tǒng)可等效為基帶傳輸系統(tǒng)來研究。基帶傳輸系統(tǒng)的研究：因為在利用對稱電纜構(gòu)成的近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)廣泛采用了這種傳輸方106基帶傳輸對信號的基本要求：基帶信號應(yīng)有利于提高系統(tǒng)的頻帶利用率基帶信號應(yīng)含有盡量少的直流、甚低頻及高頻分量基帶信號應(yīng)含有足夠大的可供提取定時信號的信號分量基帶信號的碼型基本上應(yīng)不受信源統(tǒng)計特性的影響基帶信號的頻譜能量要集中，所占帶寬要窄基帶信號的碼型對噪聲和碼間干擾應(yīng)具有較強的抵抗力和自檢能力基帶信號的變換電路應(yīng)簡單，成本低，性能號，且易于調(diào)整基帶傳輸對信號的基本要求：1074.1.2基帶信號的波形及其傳輸碼型1.基帶信號的波形

基帶信號是指消息代碼的電波形，它是用不同的電平或脈沖來表示相應(yīng)的消息代碼?；鶐盘柕念愋陀泻芏?，常見的有矩形脈沖、三角波、高斯脈沖和升余弦脈沖等。最常用的是矩形脈沖，因為矩形脈沖易于形成和變換。4.1.2基帶信號的波形及其傳輸碼型1.基帶信號的波108圖4-1幾種常見的基帶信號波形圖4-1幾種常見的基帶信號波形109（1）單極性不歸零波形（圖4-1(a)）特點是極性單一，有直流分量，脈沖之間無間隔。另外位同步信息包含在電平的轉(zhuǎn)換之中，當(dāng)出現(xiàn)連0序列時沒有位同步信息（2）雙極性不歸零波形（圖4-1(b)）特點是無直流分量。這樣，恢復(fù)信號的判決電平為0，因而不受信道特性變化的影響，抗干擾能力也較強。故雙極性波形有利于在信道中傳輸（3）單極性歸零波形（圖4-1(c)）單極性歸零波形可以直接提取定時信息，是其他波形提取位定時信號時需要采用的一種過渡波形。（1）單極性不歸零波形（圖4-1(a)）110（4）雙極性歸零波形（圖4-1(d)）除了具有雙極性不歸零波形的特點外，還有利于同步脈沖的提取。（5）差分波形（圖4-1(e)）由于差分波形是以相鄰脈沖電平的相對變化來表示代碼，因此稱它為相對碼波形，而相應(yīng)地稱前面的單極性或雙極性波形為絕對碼波形。用差分波形傳送代碼可以消除設(shè)備初始狀態(tài)的影響，特別是在相位調(diào)制系統(tǒng)中用于解決載波相位模糊問題。（6）多電平波形（圖4-1(f)）是多于一個二進(jìn)制符號對應(yīng)一個脈沖的情形，適合于高數(shù)據(jù)速率傳輸系統(tǒng)。（4）雙極性歸零波形（圖4-1(d)）1112.常用的基帶傳輸碼型對傳輸用的基帶信號主要有兩個方面的要求：對代碼的要求原始消息代碼必須編成適合于傳輸用的碼型；對所選碼型的電波形要求電波形應(yīng)適合于基帶系統(tǒng)的傳輸。前者屬于傳輸碼型的選擇，后者是基帶脈沖的選擇。這是兩個既獨立又有聯(lián)系的問題。

2.常用的基帶傳輸碼型對傳輸用的基帶信號主要有兩個方面的要112傳輸碼(或稱線路碼)的結(jié)構(gòu)將取決于實際信道特性和系統(tǒng)工作的條件。通常，傳輸碼的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有下列主要特性：相應(yīng)的基帶信號無直流分量，且低頻分量少；便于從信號中提取定時信息；信號中高頻分量盡量少，以節(jié)省傳輸頻帶并減少碼間串?dāng)_；不受信息源統(tǒng)計特性的影響，即能適應(yīng)于信息源的變化；具有內(nèi)在的檢錯能力，傳輸碼型應(yīng)具有一定規(guī)律性，以便利用這一規(guī)律性進(jìn)行宏觀監(jiān)測；編譯碼設(shè)備要盡可能簡單，等等。傳輸碼(或稱線路碼)的結(jié)構(gòu)將取決于實際信道特性和系統(tǒng)工作的條113雙向碼差（微）分雙向碼密勒碼傳號交替反轉(zhuǎn)碼三階高密度雙極性碼最常用的傳輸碼型：

雙向碼最常用的傳輸碼型：114(1)雙相碼又稱曼徹斯特（Manchester）碼。它用一個周期的正負(fù)對稱方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。編碼規(guī)則之一是：“0”碼用“01”兩位碼表示，“1”碼用“10”兩位碼表示，例如：

代碼：1100101雙相碼：10100101100110

雙相碼只有極性相反的兩個電平。因為雙相碼在每個碼元周期的中心點都存在電平跳變，所以富含位定時信息。又因為這種碼的正、負(fù)電平各半，所以無直流分量，編碼過程也簡單。缺點：需要雙倍的傳輸帶寬（即信號速率是數(shù)據(jù)速率的2倍）。(1)雙相碼115(2)差分雙向碼又叫差分曼徹斯特碼(DifferentialManchester)與雙向碼相同，在每個碼元的中間，信號都會發(fā)生跳變；不同之處在于：

用在碼元開始處有無跳變來表示0和1：

碼元開始處有跳變——0碼元開始處無跳變——1(2)差分雙向碼116（3）密勒(Miller)碼又稱延遲調(diào)制碼，它是雙相碼的一種變形。編碼規(guī)則如下：

“1”碼用碼元間隔中心點出現(xiàn)躍變來表示，即用“10”或“01”表示。“0”碼有兩種情況：單個“0”時，在碼元間隔內(nèi)不出現(xiàn)電平躍變，且與相鄰碼元的邊界處也不躍變，連“0”時，在兩個“0”碼的邊界處出現(xiàn)電平躍變，即“00”與“11”交替若兩個“1”碼中間有一個“0”碼時，密勒碼流中出現(xiàn)最大寬度為2Ts的波形，即兩個碼元周期。這一性質(zhì)可用來進(jìn)行宏觀檢錯（3）密勒(Miller)碼117（4）傳號交替反轉(zhuǎn)碼（AMI碼）其編碼規(guī)則是將二進(jìn)制消息代碼“1”(傳號)交替地變換為傳輸碼的“+1”和“-1”，而“0”(空號)保持不變。例如：消息代碼100110000000110011…AMI碼：+100–1+10000000-1+100-1+1…AMI碼對應(yīng)的基帶信號是正負(fù)極性交替的脈沖序列，而0電位持不變的規(guī)律優(yōu)點：由于+1與-1交替，AMI碼的功率譜中不含直流成分，高、低頻分量少，能量集中在頻率為1/2碼速處。位定時頻率分量雖然為0，但只要將基帶信號經(jīng)全波整流變?yōu)閱螛O性歸零波形，便可提取位定時信號。AMI碼的編譯碼電路簡單，便于利用傳號極性交替規(guī)律觀察誤碼情況。不足：當(dāng)原信碼出現(xiàn)連“0”串時，信號的電平長時間不跳變，造成提取定時信號的困難（4）傳號交替反轉(zhuǎn)碼（AMI碼）118（5）三階高密度雙極性碼（HDB3碼）它是AMI碼的一種改進(jìn)型，其目的是為了保持AMI碼的優(yōu)點而克服其缺點，使連“0”個數(shù)不超過3個。其編碼規(guī)則如下：當(dāng)信碼的連“0”個數(shù)不超過3時，仍按AMI碼的規(guī)則編，即傳號極性交替；當(dāng)連“0”個數(shù)超過3時，則將第4個“0”改為與前面的“1”同極性的脈沖，記為+V或-V，稱之為破壞脈沖。相鄰V碼的極性必須交替出現(xiàn)，以確保編好的碼中無直流；為了便于識別，V碼的極性應(yīng)與其前一個非“0”脈沖的極性相同，否則，將四連“0”的第一個“0”更改為與該破壞脈沖相同極性的脈沖，并記為+B或-B；破壞脈沖之后的傳號碼極性也要交替。（5）三階高密度雙極性碼（HDB3碼）119例如：

代碼：1000010000110000l1AMI碼：-10000+10000-1+10000-1+1HDB3碼：-1000-V+1000+V-1+1-B00-V+1-1其中的±V脈沖和±B脈沖與±1脈沖波形相同，用V或B符號的目的是為了示意是將原信碼的“0”變換成“1”碼。HDB3碼保持了AMI碼的優(yōu)點外，同時還將連“0”碼限制在3個以內(nèi)，故有利于位定時信號的提取HDB3碼是應(yīng)用最為廣泛的碼型，A律PCM四次群以下的接口碼型均為HDB3碼例如：120常用的基帶傳輸碼型常用的基帶傳輸碼型1213.基帶傳輸碼型的分析分析基帶信號的碼型可以從推導(dǎo)各種碼型的功率密度譜和輸出能量譜的計算公式人手3.基帶傳輸碼型的分析分析基帶信號的碼型可以從推導(dǎo)各種碼型的1224.1.3基帶傳輸系統(tǒng)基帶傳輸系統(tǒng)的模型4.1.3基帶傳輸系統(tǒng)基帶傳輸系統(tǒng)的模型123基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸特性分析結(jié)論：碼間串?dāng)_和隨機噪聲干擾是影響基帶信號傳輸質(zhì)量的兩個主要因素碼間串?dāng)_值隨機噪聲的干擾值基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸特性分析結(jié)論：碼間串?dāng)_值隨機噪聲的干擾值1244.2頻帶傳輸及調(diào)制技術(shù)概述基本數(shù)字調(diào)制技術(shù)幅相混合調(diào)制脈碼調(diào)制4.2頻帶傳輸及調(diào)制技術(shù)概述1254.2.1概述調(diào)制的目的：滿足信道傳輸?shù)男枰獙崿F(xiàn)多路復(fù)用、完成頻率分配和減小噪聲干擾的影響數(shù)字調(diào)制用載波信號參量三離散狀態(tài)來表征所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)消息在解調(diào)時只需對載波信號的受調(diào)參量進(jìn)行檢測和判決三種基本形式：ASK、FSK和PSK4.2.1概述調(diào)制的目的：126ASK：用載波的兩個不同振幅表示0(0v)和1(+5v)FSK：用載波的兩個不同頻率表示0(1.2KHz)和1(2.4KHz)PSK：用載波的起始相位的變化表示0(同相)和1(反相)00110100010ASK調(diào)幅FSK調(diào)頻PSK調(diào)相ASK：用載波的兩個不同振幅表示0(0v)和1(+5v)001274.2.2基本數(shù)字調(diào)制技術(shù)數(shù)字幅度調(diào)制數(shù)字頻率調(diào)制數(shù)字相位調(diào)制4.2.2基本數(shù)字調(diào)制技術(shù)數(shù)字幅度調(diào)制1281.數(shù)字幅度調(diào)制二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）正弦載波的幅度隨數(shù)字基帶信號而變化的數(shù)字調(diào)制二進(jìn)制符號序列可表示為：則二進(jìn)制振幅鍵控信號可表示為1.數(shù)字幅度調(diào)制二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）則二進(jìn)制振幅鍵控129二進(jìn)制振幅鍵控信號調(diào)制器原理框圖模擬相乘數(shù)字鍵控二進(jìn)制振幅鍵控信號調(diào)制器原理框圖模擬相乘數(shù)字鍵控1302ASK信號的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的兩倍，故頻帶利用率僅是直接傳輸基帶信號時的一半。對2ASK信號的解調(diào)主要有兩種方法：包絡(luò)檢波法相干解調(diào)法2ASK信號的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的兩倍，故頻帶利用率僅是131二進(jìn)制振幅鍵控信號解調(diào)器原理框圖二進(jìn)制振幅鍵控信號解調(diào)器原理框圖132多進(jìn)制振幅鍵控（MASK）利用多電平的矩形基帶脈沖去控制正弦載波信號幅度由于在一個碼元持續(xù)時間內(nèi)，多電平信號所包含的信息量是二電平信號的logM倍(M為電平數(shù))，所以多電平調(diào)制的頻率利用率(指單位頻帶內(nèi)的信息傳輸速率)比二電平調(diào)制高。時域表達(dá)式：多電平調(diào)制信號的帶寬和二電平調(diào)制信號的帶寬是相同的多進(jìn)制振幅鍵控（MASK）多電平調(diào)制信號的帶寬和二電平調(diào)制信1334進(jìn)制振幅調(diào)制信號的時間波形4進(jìn)制振幅調(diào)制信號的時間波形134正交幅度調(diào)制（QAM）利用兩個獨立的基帶波形對兩個相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波的雙邊帶幅度調(diào)制由于它利用了合成的已調(diào)信號在相同頻帶范圍內(nèi)頻譜正交的特性，因而實現(xiàn)了在同一頻帶內(nèi)兩路數(shù)據(jù)信息的并行傳輸。適用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊险环孺I控信號可表示為：正交幅度調(diào)制（QAM）135正交幅度鍵控信號的調(diào)制正交幅度鍵控信號的調(diào)制136正交幅度調(diào)制對傳輸信道和接收端相干載波的相位誤差提出了嚴(yán)格的要求，信道特性的不理想或相干載波存在相位誤差，都會在接收端解調(diào)后恢復(fù)的基帶波形中出現(xiàn)鄰路干擾和正交干擾。正交幅度鍵控信號的解調(diào)正交幅度調(diào)制對傳輸信道和接收端相干載波的相位誤差提出了嚴(yán)格的1372.數(shù)字頻率調(diào)制二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，若正弦載波的頻率隨二進(jìn)制基帶信號在f1和f2兩個頻率點間變化，則產(chǎn)生二進(jìn)制移頻鍵控信號(2FSK信號)。二進(jìn)制移頻鍵控信號可以看成是兩個不同載波的二進(jìn)制振幅鍵控信號的疊加。若二進(jìn)制基帶信號的1符號對應(yīng)于載波頻率f1，0符號對應(yīng)于載波頻率f2，則二進(jìn)制移頻鍵控信號的時域表達(dá)式為2.數(shù)字頻率調(diào)制二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）138

是反碼關(guān)系

分別代表第n個信號碼元的初始相位。在2ASK信號中，它們不攜帶信息，通?？稍O(shè)為零。因此，二進(jìn)制移頻鍵控信號的時域表達(dá)式可簡化為：帶寬B＝|f2-f1|+2fs生成2FSK信號一般有兩種方法，即頻率選擇法和載波調(diào)頻法。前者產(chǎn)生的一般是相位離散的2FSK信號；后者則是相位連續(xù)的2FSK信號。是反碼關(guān)系帶寬B＝|f2-f1|+139頻率選擇法實現(xiàn)二進(jìn)制移頻鍵控信號的原理圖abcdefg頻率選擇法實現(xiàn)二進(jìn)制移頻鍵控信號的原理圖abcdefg140二進(jìn)制移頻鍵控信號的時間波形二進(jìn)制移頻鍵控信號的時間波形141非相干解調(diào)相干解調(diào)非相干解調(diào)相干解調(diào)1422FSK非相干解調(diào)過程的時間波形2FSK非相干解調(diào)過程的時間波形143多進(jìn)制頻移鍵控（MFSK）利用M個不同頻率的信號波形來代表M進(jìn)制的M個碼元符號。當(dāng)需要傳送某一碼元符號時，則在信道上傳輸相應(yīng)的信號波形多進(jìn)制頻移鍵控（MFSK）144MFSK信號的生成原理框圖MFSK信號的生成原理框圖145MFSK信號最佳非相干解調(diào)器原理框圖MFSK信號二進(jìn)制比特流MFSK信號最佳非相干解調(diào)器原理框圖MFSK信號二進(jìn)制比特流1463.數(shù)字相位調(diào)制相移鍵控與幅度鍵控、頻移鍵控相比，它不僅在恒參信道上具有較優(yōu)的抗噪聲性能和頻帶利用率，而且在有衰落和多徑現(xiàn)象的信道上也有較好的接收效果。二相絕對調(diào)制（2PSK）在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號離散變化時，則產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控(2PSK)信號。通常用已調(diào)信號載波的0°和180°分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號的1和0。這種以載波的不同相位直接表示相應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字信號的調(diào)制方式，稱為二進(jìn)制絕對移相方式。3.數(shù)字相位調(diào)制相移鍵控與幅度鍵控、頻移鍵控相比，它不僅在147二進(jìn)制移相鍵控信號的時域表達(dá)式為

n是第n個碼元的載波相位，它是一隨機變量，只有兩種可能的取值：0或。二進(jìn)制移相鍵控信號的時域表達(dá)式為n是第n個碼元的載波相位1482PSK信號的調(diào)制原理圖圖(a)是采用模擬調(diào)制的方法（調(diào)相法）產(chǎn)生2PSK信號，圖(b)是采用數(shù)字鍵控的方法（相位選擇法）產(chǎn)生2PSK信號。2PSK信號的調(diào)制原理圖圖(a)是采用模擬調(diào)制的方法（調(diào)相法1492PSK信號的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的兩倍2PSK信號的解調(diào)通常都是采用相干解調(diào)。在相干解調(diào)過程中需要用到與接收的2PSK信號同頻同相的相干載波。2PSK信號的解調(diào)原理圖2PSK信號的相干解調(diào)存在隨機的“倒π”現(xiàn)象，從而使得2PSK方式在實際中很少采用2PSK信號的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的兩倍2PSK信號的解調(diào)1502PSK信號相干解調(diào)各點時間波形2PSK信號相干解調(diào)各點時間波形151二相相對移相（2DPSK）用前后相鄰碼元的載波相對相位變化來表示數(shù)字信息。假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為Δφ，可定義一種數(shù)字信息與Δφ之間的關(guān)系為二進(jìn)制數(shù)字信息：11010011102DPSK信號相位：0π00πππ0π00或π0ππ000π0ππ

則一組二進(jìn)制數(shù)字信息與其對應(yīng)的2DPSK信號的載波相位關(guān)系如下所示:二相相對移相（2DPSK）二進(jìn)制數(shù)字信息：1522DPSK信號調(diào)制器原理圖相對碼2DPSK信號調(diào)制器原理圖相對碼153第四章-數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)課件1542DPSK信號的解調(diào)：以相干解調(diào)法來說明其解調(diào)原理因為相干解調(diào)后仍是相對碼，故最后還需經(jīng)碼反變換器將相對碼變換成絕對碼在解調(diào)過程中，若相干載波產(chǎn)生180°相位模糊，解調(diào)出的相對碼將產(chǎn)生倒置現(xiàn)象，但是經(jīng)過碼反變換器后，輸出的絕對碼不會發(fā)生任何倒置現(xiàn)象，從而解決了載波相位模糊度的問題。2DPSK信號的解調(diào)：1552DPSK信號相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形2DPSK信號相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形156多相調(diào)制利用載波的多個相位或相位差來表示數(shù)字信息多相調(diào)制信號的表示形式為：多相調(diào)制1574PSK2PSK(Constellation)信號矢量圖4PSK2PSK(Constellation)信號矢量圖158雙比特碼元載波相位(φn)abA方式B方式011000110°90°180°270°225°315°45°135°雙比特ab與載波相位的關(guān)系同2PSK的情況一樣，4PSK也存在相位模糊問題，并且是0°、90°、180°和270°四個相位模糊。在實際使用中常采用四相相對相移（4DPSK）。雙比特碼元載波相位(φn)abA方式B方式000°1594DPSK信號產(chǎn)生原理圖4DPSK信號的產(chǎn)生與解調(diào)：生成的基本思想：把以絕對碼表示的雙比特碼元經(jīng)過碼變換，構(gòu)成相對碼表示的雙比特碼元再進(jìn)行四相絕對移相4DPSK信號產(chǎn)生原理圖4DPSK信號的產(chǎn)生與解調(diào)：160圖7-464DPSK信號相干解調(diào)加碼反變換器方式原理圖圖7-464DPSK信號相干解調(diào)加碼反變換器方式原理1614.2.3幅相混合調(diào)制多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)是以犧牲功率利用率換取頻帶利用率的提高的。幅度相位混合調(diào)制（APK）是對載波信號的幅度和相位同時進(jìn)行調(diào)制的一種調(diào)制形式。APK信號的時域表達(dá)式可表示如下：4.2.3幅相混合調(diào)制多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)是以犧牲功率利用率換162APK信號的可能狀態(tài)數(shù)為N×MAPK信號的可能狀態(tài)數(shù)為N×M163APK信號可寫成另一種形式：APK信號可以看作兩個正交載波調(diào)制信號之和如果在一個碼元時間內(nèi)，上式可寫成：APK信號可寫成另一種形式：APK信號可以看作兩個正交載波調(diào)164在功率相等或最大幅度相等的條件下，16QAM和16PSK的星座圖如下：MPSK在M>4時，同相和正交信號不是獨立的，以保證合成矢量落在圓上，而MQAM則是獨立的。16QAM星座圖上信號點間的最小距離比16PSK小。在功率相等或最大幅度相等的條件下，16QAM和16PSK的星16516QAM信號的生成方法：正交調(diào)幅法用兩路正交的四電平幅度鍵控信號疊加而成復(fù)合相移法：用兩路獨立的四相相移鍵控信號疊加而成16QAM信號的生成方法：166

某調(diào)制解調(diào)器同時使用幅移鍵控和相移鍵控，采用0、/2、和3/2四種相位，每種相位又都有兩個不同的幅值，問在波特率為1200的情況下數(shù)據(jù)速率是多少?解：由于采用0、/2、和3/2四種相位，而每種相位又都有兩個不同的幅值，所以每個周期內(nèi)可能有8種狀態(tài)。數(shù)據(jù)傳輸率=波特率lb8=12003=3600(b/s)某調(diào)制解調(diào)器同時使用幅移鍵控和相移鍵控，采用1674.2.4脈碼調(diào)制模擬信號在數(shù)字信道中傳輸：編解碼器脈碼調(diào)制原理影響PCM中繼間隔的因素利用PCM信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸4.2.4脈碼調(diào)制模擬信號在數(shù)字信道中傳輸：1681.脈碼調(diào)制原理脈沖編碼調(diào)制（PulseCodeModulation)就是用脈沖碼組代表模擬調(diào)制信號的抽樣量化值，是把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的一種脈沖數(shù)字調(diào)制方式。PCM方式的突出優(yōu)點就是抗干擾性能好，便于時分多路復(fù)用，便于計算機處理，能夠把各種輸入信號（如聲音、圖像、數(shù)據(jù)）進(jìn)行量化處理，變?yōu)榇a進(jìn)行傳輸。1.脈碼調(diào)制原理脈沖編碼調(diào)制（PulseCodeModu169脈碼調(diào)制原理框圖脈碼調(diào)制原理框圖170模擬信號經(jīng)抽樣、量化等處理后，就可以進(jìn)行編碼，使量化信號變?yōu)榫幋a信號，也就是PCM基帶信號。在實際數(shù)字系統(tǒng)中，一個數(shù)字信號是用二進(jìn)制數(shù)來表示的。在PCM中廣泛使用的二進(jìn)制碼有：自然二進(jìn)制碼，格雷碼，折疊碼。模擬信號經(jīng)抽樣、量化等處理后，就可以進(jìn)行編碼，使量化信號變?yōu)?712.影響PCM中繼間隔的因素影響中繼間隔的主要因素是碼間串?dāng)_和線路噪聲碼間串?dāng)_難以避免，采用均衡器可以減少碼間干擾的影響線路噪聲熱噪聲、脈沖噪聲、系統(tǒng)間的串話噪聲等同軸電纜因外導(dǎo)體的屏蔽作用，撥號脈沖噪聲和串話噪聲都較小，此時熱噪聲就成為主要噪聲。當(dāng)PCM線路與話音線路設(shè)置在同一條電纜內(nèi)，來自話音電路的沖擊性噪聲(主要是撥號脈沖噪聲)將對PCM中繼設(shè)備產(chǎn)生干擾。當(dāng)同一電纜內(nèi)的多個線對中同時傳送不同系統(tǒng)的PCM信號時，就會出現(xiàn)系統(tǒng)間串話現(xiàn)象。2.影響PCM中繼間隔的因素影響中繼間隔的主要因素是碼間串1723.利用PCM信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸利用PCM信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，存在一個如何使數(shù)據(jù)信息進(jìn)入PCM信道的問題，即要進(jìn)行碼變換的工作根據(jù)PCM信道終端設(shè)備與數(shù)據(jù)終端設(shè)備兩者定時信號之間的關(guān)系，碼變換有三種方式：同步數(shù)據(jù)傳輸方式由PCM信道的終端設(shè)備向數(shù)據(jù)終端設(shè)備發(fā)送統(tǒng)一的定時信號，達(dá)到兩者同步的目的非同步數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)終端設(shè)備在數(shù)據(jù)信號的時鐘與PCM信道的時鐘不同步而進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸方式同步時分多路復(fù)用數(shù)據(jù)傳輸方式指多路數(shù)據(jù)信號在同步時分復(fù)用器內(nèi)，按照一定的格式進(jìn)行組合后，再進(jìn)入PCM信道。3.利用PCM信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸利用PCM信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時1734.3同步控制技術(shù)同步是指收發(fā)雙方在時間上步調(diào)一致，故又稱定時。在數(shù)據(jù)通信中，按照同步的功用分為：載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步載波同步指在相干解調(diào)時，接收端需要提供一個與接收信號中的調(diào)制載波同頻同相的相干載波。這個載波的獲取稱為載波提取或載波同步。位同步又稱碼元同步。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，任何消息都是通過一連串碼元序列傳送的，所以接收時需要知道每個碼元的起止時刻，以便在恰當(dāng)?shù)臅r刻進(jìn)行取樣判決。4.3同步控制技術(shù)同步是指收發(fā)雙方在時間上步調(diào)一致，故又稱174群同步包含字同步、句同步、分路同步，它有時也稱幀同步。在數(shù)據(jù)通信中，信息流是用若干碼元組成一個“字”，又用若干個“字”組成“句”。在接收這些數(shù)字信息時，必須知道這些“字”、“句”的起止時刻，否則接收端無法正確恢復(fù)信息。網(wǎng)同步為了保證通信網(wǎng)內(nèi)各用戶之間可靠地通信和數(shù)據(jù)交換，全網(wǎng)必須有一個統(tǒng)一的時間標(biāo)準(zhǔn)時鐘，這就是網(wǎng)同步的問題。按照獲取和傳輸同步信息方式的不同，又可分為外同步法和自同步法。外同步法。由發(fā)送端發(fā)送專門的同步信息（常被稱為導(dǎo)頻），接收端把這個導(dǎo)頻提取出來作為同步信號的方法，稱為外同步法。自同步法。發(fā)送端不發(fā)送專門的同步信息，接收端設(shè)法從收到的信號中提取同步信息的方法，稱為自同步法。群同步175同步是進(jìn)行信息傳輸?shù)谋匾颓疤?。同步性能的好壞又將直接影響著通信系統(tǒng)的性能。同步系統(tǒng)應(yīng)具有比信息傳輸系統(tǒng)更高的可靠性和更好的質(zhì)量指標(biāo)，如同步誤差小、相位抖動小以及同步建立時間短、保持時間長等。同步是進(jìn)行信息傳輸?shù)谋匾颓疤?。同步性能的好壞又將直接影響?764.3.1載波同步實現(xiàn)載波同步的方法可分為兩類：若接收的己調(diào)信號頻譜中含有載頻離散譜成分（含有載波分量或載波導(dǎo)頻分量）時可用窄帶帶通濾波器或鎖相環(huán)來提取相干載波對于抑制載波而又沒有插入導(dǎo)頻的已調(diào)信號，則通過對其進(jìn)行非線性變換或采用特殊的鎖相環(huán)來獲取相干載波4.3.1載波同步實現(xiàn)載波同步的方法可分為兩類：1771.插入導(dǎo)頻法又稱為外同步法發(fā)送端在發(fā)送有用信號頻譜的同時，在適當(dāng)?shù)奈恢弥性偌尤胍粋€低功率的線譜，接收端利用窄帶濾波器把它提取出來，再經(jīng)適當(dāng)處理后形成相干載波。抑制載波雙邊帶信號的導(dǎo)頻插入導(dǎo)頻的插入位置應(yīng)該在信號頻譜為0的位置上1.插入導(dǎo)頻法又稱為外同步法178發(fā)方框圖m(t)cos0tsin0t(正交導(dǎo)頻)s(t)=m(t)cos0t+sin0t90o相移相加帶通s(t)m(t)S’(t)cos0t收方框圖90o相移低通帶通f0窄帶帶通f0導(dǎo)頻頻譜fS’(t)=?m(t)+?m(t)cos20t+?sin20t發(fā)方框圖m(t)cos0tsin0ts(t)=m(t1792.直接提取法又稱自同步法它適用于接收信號中含有載波分量或?qū)邮招盘栠M(jìn)行某種非線性變換后含有載波的諧波分量的場合。常用方法：平方變換法和平方環(huán)法同相正交環(huán)法2.直接提取法又稱自同步法180（1）平方變換法和平方環(huán)法此方法廣泛用于建立抑制載波的雙邊帶信號的載波同步平方變換法提取載波的原理：提取的載波存在的相位模糊現(xiàn)象cosct

-cosct

（1）平方變換法和平方環(huán)法提取的載波存在的相位模糊現(xiàn)象co181平方環(huán)法提取載波：將上圖中的窄帶濾波器用鎖相環(huán)代替由于鎖相環(huán)具有良好的跟蹤、窄帶濾波和記憶功能，平方環(huán)法比一般的平方變換法具有更好的性能。因此，平方環(huán)法提取載波得到了較廣泛的應(yīng)用。平方環(huán)法提取載波：將上圖中的窄帶濾波器用鎖相環(huán)代替182同相正交法又叫科斯塔斯(Costas)環(huán)在此環(huán)路中，壓控振蕩器(VCO)提供兩路互為正交的載波，與輸入接收信號分別在同相和正交兩個鑒相器中進(jìn)行鑒相，經(jīng)低通濾波之后的輸出均含調(diào)制信號，兩者相乘后可以消除調(diào)制信號的影響，經(jīng)環(huán)路濾波器得到僅與相位差有關(guān)的控制壓控，從而準(zhǔn)確地對壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)整。VCO輸出同相正交法VCO輸出183Costas環(huán)法提取載波vd經(jīng)環(huán)路濾波器濾出高頻噪聲后去控制VCO的相位和頻率，最終使穩(wěn)態(tài)相位誤差減小到很小的數(shù)值，而沒有剩余頻差。Costas環(huán)法提取載波vd經(jīng)環(huán)路濾波器184此時所需的同步載波為：解調(diào)輸出為

Costas環(huán)與平方環(huán)都是利用鎖相環(huán)（PLL）提