1、第第2 2章章 數據信號的傳輸數據信號的傳輸第第2 2章章 數據信號的傳輸數據信號的傳輸v數據信號傳輸是數據通信的基本問題數據信號傳輸是數據通信的基本問題v三種傳輸方式：基帶傳輸、頻帶傳輸和數字傳輸三種傳輸方式：基帶傳輸、頻帶傳輸和數字傳輸v基帶傳輸基帶傳輸：不搬移基帶信號頻譜直接傳輸基帶信：不搬移基帶信號頻譜直接傳輸基帶信v號號v頻帶傳輸：頻帶傳輸：經過調制將基帶信號的頻譜搬移到相經過調制將基帶信號的頻譜搬移到相應的載頻頻帶再進行傳輸應的載頻頻帶再進行傳輸v數字數據傳輸：數字數據傳輸：在數字信道中傳輸數據信號在數字信道中傳輸數據信號v信道（信道（Channel）是通信系統中必不可少的）是通信

2、系統中必不可少的部分。信道是指以傳輸介質為基礎的信號通部分。信道是指以傳輸介質為基礎的信號通路。具體地說，信道是指由有線或無線電線路。具體地說，信道是指由有線或無線電線路提供的信號通路；抽象的說，路提供的信號通路；抽象的說，信道是指定信道是指定的一段頻帶，它讓信號通過，同時又給信號的一段頻帶，它讓信號通過，同時又給信號以限制和損害以限制和損害。信道的作用是傳輸信號。信道的作用是傳輸信號。v基帶傳輸是指由數據終端設備（基帶傳輸是指由數據終端設備（DTE）送出的二進制）送出的二進制“1” v或或“0”的電信號直接送到電路的傳輸方式。基帶信號未經調制，的電信號直接送到電路的傳輸方式。基帶信號未經調制

3、，可可v以經過碼形變換（或波形變換）進行驅動后直接傳輸。基帶信以經過碼形變換（或波形變換）進行驅動后直接傳輸。基帶信號號v的特點是頻譜中的特點是頻譜中含有直流、低頻和高頻分量含有直流、低頻和高頻分量，隨著頻率升高，隨著頻率升高，其其v幅度相應減小，最后趨于零。幅度相應減小，最后趨于零。基帶傳輸多用在短距離的數據傳基帶傳輸多用在短距離的數據傳輸輸v中，如近程計算機間數據通信或局域網中用雙絞線或同軸電纜中，如近程計算機間數據通信或局域網中用雙絞線或同軸電纜為為v介質的數據傳輸。介質的數據傳輸。v大多數傳輸信道是帶通型特性，基帶信號通不過大多數傳輸信道是帶通型特性，基帶信號通不過。采用調制。采用調制

4、v方法把基帶信號方法把基帶信號調制到信道帶寬范圍內進行傳輸調制到信道帶寬范圍內進行傳輸，接收端通過，接收端通過解解v調方法再還原出基帶信號的方式，稱為頻帶傳輸。這種方式可調方法再還原出基帶信號的方式，稱為頻帶傳輸。這種方式可實實v現遠距離的數據通信，例如利用電話網可實現全國或全球范圍現遠距離的數據通信，例如利用電話網可實現全國或全球范圍的的v數據通信。數據通信。v數字數據傳輸是利用數字話路傳輸數據信號的一種方式。例數字數據傳輸是利用數字話路傳輸數據信號的一種方式。例v如，利用如，利用PCM（脈沖編碼調制）數字電話通路，每一個話路可（脈沖編碼調制）數字電話通路，每一個話路可以以v傳輸傳輸64kb

5、it/s的數據信號，不需要調制，效率高，傳輸質量好，的數據信號，不需要調制，效率高，傳輸質量好，是是v數據通信很好的一種傳輸方式數據通信很好的一種傳輸方式。2.1 數據信號及特性描述v2.1.12.1.1數據序列的電信號表示數據序列的電信號表示v1 1 單極性不歸零信號（單極性不歸零信號（NRZNRZ），碼元間隔內，），碼元間隔內，用正電位表示用正電位表示1 1碼，用零電位表示碼，用零電位表示0 0碼碼v2 2 單極性歸零信號，用寬度為單極性歸零信號，用寬度為t t的正脈沖表示的正脈沖表示1 1，用零電位表示用零電位表示0 0v3 3 雙極性不歸零信號雙極性不歸零信號 分別用正和負表示分別用正

6、和負表示1 1和和0 0v4 4 雙極性歸零信號雙極性歸零信號 結合結合2 2和和3 3v5 5 差分信號差分信號 前后碼元電位改變表示前后碼元電位改變表示1 1，不變為，不變為0 02.1 數據信號及特性描述v2.1.2基帶數據信號的功率譜特性v在通信中在通信中,除特殊情況除特殊情況(如測試信號如測試信號)外外,數數字基帶信號通常都是字基帶信號通常都是隨機脈沖序列隨機脈沖序列。因為。因為若在數字通信系統中所傳輸的數字序列不若在數字通信系統中所傳輸的數字序列不是隨機的是隨機的,而是確知的而是確知的,則消息就不攜帶任則消息就不攜帶任何信息何信息,通信就失去意義。通信就失去意義。v研究隨機脈沖序列

7、的頻譜研究隨機脈沖序列的頻譜,要從統計分析要從統計分析的角度出發的角度出發,研究它的功率譜密度。研究它的功率譜密度。 功率譜密度定義是：對于具有連續頻譜和有限功率譜密度定義是：對于具有連續頻譜和有限平均功率的信號或噪聲，表示其頻譜分量的單位帶寬平均功率的信號或噪聲，表示其頻譜分量的單位帶寬功率的頻率函數。功率的頻率函數。 在物理學中，信號通常是波的形式，例如電磁波、在物理學中，信號通常是波的形式，例如電磁波、隨機振動或者聲波。當波的頻譜密度乘以一個適當的隨機振動或者聲波。當波的頻譜密度乘以一個適當的系數后將得到每單位頻率波攜帶的功率，這被稱為信系數后將得到每單位頻率波攜帶的功率，這被稱為信號的

8、功率譜密度或者譜功率分布。功率譜密度的單位號的功率譜密度或者譜功率分布。功率譜密度的單位通常用每赫茲的瓦特數（通常用每赫茲的瓦特數（W/Hz）表示，或者使用波）表示，或者使用波長而不是頻率，即每納米的瓦特數（長而不是頻率，即每納米的瓦特數（W/nm）來表示。）來表示。 上面能量譜密度的定義要求信號的傅里葉變換必上面能量譜密度的定義要求信號的傅里葉變換必須存在，也就是說信號平方可積或者平方可加。如果須存在，也就是說信號平方可積或者平方可加。如果信號可以看作是平穩隨機過程，那么功率譜密度就是信號可以看作是平穩隨機過程，那么功率譜密度就是信號自相關函數的傅里葉變換。信號自相關函數的傅里葉變換。 v傅

9、里葉分析的結果之一就是Parseval定理，這個定理表明能量譜密度曲線下的面積等于信號幅度平方下的面積，總的能量是：2.1.2基帶數據信號的頻譜特性v隨機信號的功率譜密度是隨機信號的功率譜密度是用來描述信號的能量特征隨用來描述信號的能量特征隨頻率的變化關系。頻率的變化關系。v功率譜密度簡稱為功率譜，是自相關函數的傅里葉變功率譜密度簡稱為功率譜，是自相關函數的傅里葉變換。對功率譜密度的估計又稱功率譜估計。換。對功率譜密度的估計又稱功率譜估計。v由于隨機信號的隨機性，各樣本函數不同，故任一樣由于隨機信號的隨機性，各樣本函數不同，故任一樣本函數對應的功率譜密度函數都不能用來代表隨機過本函數對應的功率

10、譜密度函數都不能用來代表隨機過程的功率譜密度函數。程的功率譜密度函數。因此，只有將所有可能出現的因此，只有將所有可能出現的每一個樣本函數的功率譜密度函數的統計平均值作為每一個樣本函數的功率譜密度函數的統計平均值作為隨機過程的功率譜密度函數才是合理的。隨機過程的功率譜密度函數才是合理的。2.1.2基帶數據信號的頻譜特性v通常把來自計算機、電傳機、傳真機等數據通常把來自計算機、電傳機、傳真機等數據終端設備的信號稱為基帶數據信號。基帶數終端設備的信號稱為基帶數據信號。基帶數據信號的主要特征是：信號的主要能量都集據信號的主要特征是：信號的主要能量都集中在從零頻（直流）或非常低的頻率開始，中在從零頻（直

11、流）或非常低的頻率開始，至某頻率的頻帶范圍內。至某頻率的頻帶范圍內。這種數據信號所占這種數據信號所占的頻段不是低通型頻帶就是帶通型頻帶。的頻段不是低通型頻帶就是帶通型頻帶。如如果是帶通型，則其下限頻率也是在距零頻不果是帶通型，則其下限頻率也是在距零頻不遠處。遠處。2.1.2基帶數據信號的頻譜特性v傅立葉變換能將滿足一定條件的某個傅立葉變換能將滿足一定條件的某個函數函數表表示成三角函數（正弦和示成三角函數（正弦和/或余弦函數）或者它或余弦函數）或者它們的積分的線性組合。們的積分的線性組合。 v傅里葉變換是一種分析信號的方法，它可分傅里葉變換是一種分析信號的方法，它可分析信號的成分，也可用這些成分

12、合成信號。析信號的成分，也可用這些成分合成信號。許多波形可作為信號的成分，比如正弦波、許多波形可作為信號的成分，比如正弦波、方波、鋸齒波等，傅里葉變換用正弦波作為方波、鋸齒波等，傅里葉變換用正弦波作為信號的成分。信號的成分。 v1. 基帶數據信號的一般表示式基帶數據信號的一般表示式v 一般令一般令g1 (t)代表二進制數據符號的代表二進制數據符號的“0”,g2 (t)代代表表“1”,碼元的時間間隔為碼元的時間間隔為T。 假設數據序列出現假設數據序列出現“0”,“1”概率分別為概率分別為P和和1-P,且認為它們的出現彼此且認為它們的出現彼此統計獨立統計獨立,則基帶數據信號可表示為則基帶數據信號可

13、表示為v2. 基帶數據信號的功率譜密度基帶數據信號的功率譜密度v(1) 基本分析基本分析v利用隨機信號的分析方法可得隨機數據信號序列的利用隨機信號的分析方法可得隨機數據信號序列的功率譜密度表示式為功率譜密度表示式為kkTtgtf)()(nssssnffnfGPnfPGffp)()()1 ()()(2212221)()()1 (fGfGPPfsv幾種數據序列的功率譜密度幾種數據序列的功率譜密度 v（1）單極性歸零序列）單極性歸零序列v功率譜密度為功率譜密度為v（2）雙極性歸零序列）雙極性歸零序列v功率譜密度為功率譜密度為v（3）雙極性不歸零序列）雙極性不歸零序列v功率譜密度為功率譜密度為v分析系

14、帶數據信號的功率譜意義有：分析系帶數據信號的功率譜意義有：v1 研究能否獲取時鐘頻率分量研究能否獲取時鐘頻率分量v2 大致了解傳播數據信號所需基帶寬度大致了解傳播數據信號所需基帶寬度v3 判斷能否用基帶傳輸判斷能否用基帶傳輸2.2 數據信號的基帶傳輸v數據終端輸出的數據信號代碼序列為基帶數據信號，數據終端輸出的數據信號代碼序列為基帶數據信號，基帶數據信號的主要特征是：信號的主要能量是集中基帶數據信號的主要特征是：信號的主要能量是集中于于 0 開始至某一頻率帶。開始至某一頻率帶。 這種基帶數據信號所占的這種基帶數據信號所占的通型頻帶即為基帶。通型頻帶即為基帶。不搬移基帶信號頻譜的傳輸方式不搬移基

15、帶信號頻譜的傳輸方式為基帶傳輸。為基帶傳輸。v2.2.1 2.2.1 基帶數據傳輸構成模型基帶數據傳輸構成模型v基帶傳輸系統的基本原理框圖基帶傳輸系統的基本原理框圖,如圖如圖2-6所示。所示。v圖中，發送濾波器的作用是限制信號頻帶并起波形形圖中，發送濾波器的作用是限制信號頻帶并起波形形v成作用；信道是信號的傳輸媒介，可以是各種形式的成作用；信道是信號的傳輸媒介，可以是各種形式的電、電、v纜；接收濾波器用來濾除帶外噪聲和干擾，并起波形纜；接收濾波器用來濾除帶外噪聲和干擾，并起波形形形v成作用；均衡器用來均衡信道特性不理想成作用；均衡器用來均衡信道特性不理想,采樣判決采樣判決器器v的作用是恢復發送

16、的數碼的作用是恢復發送的數碼.由于有噪聲和碼間干擾恢由于有噪聲和碼間干擾恢復復v的數碼可能有差別，故判決輸出用另外的符號表示。的數碼可能有差別，故判決輸出用另外的符號表示。我我v們將研究從們將研究從 1 點到點到 2 點之間的傳輸特性。點之間的傳輸特性。v 如何從如何從2點的波形中準確的進行判決，從而恢復發送點的波形中準確的進行判決，從而恢復發送v的數據序列，這是基帶傳輸所要研究的主要問題。的數據序列，這是基帶傳輸所要研究的主要問題。 v2.2.2 幾種基帶形成網絡v1 理想低通網絡v假定圖假定圖2-6中中1-2點的系統傳輸特性是理想低通傳輸特性，如圖點的系統傳輸特性是理想低通傳輸特性，如圖2

17、-7所示。所示。 其傳遞函數可表示為其傳遞函數可表示為v 據信號與傳輸理論可知，網絡對單位沖激脈沖的響應，就據信號與傳輸理論可知，網絡對單位沖激脈沖的響應，就是網絡傳遞函數的傅立葉反變換，即是網絡傳遞函數的傅立葉反變換，即 v3 3 部分響應系統部分響應系統v1. 基本原理基本原理v 部分響應形成系統是一種可實現的傳輸系統，部分響應形成系統是一種可實現的傳輸系統，它允許存在一定的、受控的碼間干擾，而在接收端它允許存在一定的、受控的碼間干擾，而在接收端可以加以消除，這樣的系統既能使頻帶利用率提高可以加以消除，這樣的系統既能使頻帶利用率提高到理論上的最大值，又可近似地物理實現。這類系到理論上的最大

18、值，又可近似地物理實現。這類系統稱為部分響應形成系統。統稱為部分響應形成系統。v2.第一類部分響應形成系統第一類部分響應形成系統v 這里采用兩個在時間錯開的這里采用兩個在時間錯開的 波形相加，波形相加，即系統的沖激響應為即系統的沖激響應為tftfNN22sinv2.2.3 時域均衡v1. 時域均衡的作用v 時域均衡的思路是時域均衡的思路是消除消除接收的時域信號波接收的時域信號波形的取樣點處的形的取樣點處的碼間干擾碼間干擾,并不要求傳輸波形的并不要求傳輸波形的所有細節都與奈氏準則所要求的理想波形完全所有細節都與奈氏準則所要求的理想波形完全一致。一致。v2.時域均衡的基本原理v 時域均衡器主要是由

19、橫截濾波器構成時域均衡器主要是由橫截濾波器構成,它是它是由多級抽頭遲延線、可變增益電路和求和器組由多級抽頭遲延線、可變增益電路和求和器組成的線性系統成的線性系統,構成結構圖如圖構成結構圖如圖2-15所示。所示。v2 時域均衡的基本原理v3 注意分析例2-2v2.2.4 2.2.4 數據序列的擾亂與解擾數據序列的擾亂與解擾v1 擾亂與解擾的作用v 所謂擾亂所謂擾亂,就是將輸入數據序列按某就是將輸入數據序列按某種規律變換成長周期序列種規律變換成長周期序列,使之具有使之具有足夠足夠的隨機性。的隨機性。v 經過擾亂的數據序列通過系統傳輸后經過擾亂的數據序列通過系統傳輸后,在接收端還要還原成原始數據序列

20、在接收端還要還原成原始數據序列,這就這就需要在接收端進行擾亂的逆過程需要在接收端進行擾亂的逆過程解解擾。擾。 v2 基本原理v 最有效的數據序列擾亂方法是用一個最有效的數據序列擾亂方法是用一個隨機序列與輸入數據序列進行邏輯加隨機序列與輸入數據序列進行邏輯加,這這樣就能把任何輸入數據序列變換為隨機樣就能把任何輸入數據序列變換為隨機序列。序列。v擾亂器與解擾器原理如圖擾亂器與解擾器原理如圖2-17所示。所示。v2.2.5數據傳輸系統中的時鐘同步v 數據傳輸系統接收端就需要有一個定時時鐘信號，數據傳輸系統接收端就需要有一個定時時鐘信號，并對這定時時鐘信號的要求是：并對這定時時鐘信號的要求是：定時時鐘

21、信號速率與定時時鐘信號速率與接收信號碼元速率完全相同，接收信號碼元速率完全相同，并使定時時鐘信號與接并使定時時鐘信號與接收信號碼元保持固定的最佳相位關系。接收端獲得或收信號碼元保持固定的最佳相位關系。接收端獲得或產生符合這一要求的定時時鐘信號的過程稱為時鐘同產生符合這一要求的定時時鐘信號的過程稱為時鐘同步，或稱為位同步或比特同步。步，或稱為位同步或比特同步。v 在數據通信系統中通常是采用時鐘提取的方法實在數據通信系統中通常是采用時鐘提取的方法實現時鐘同步，時鐘提取的現時鐘同步，時鐘提取的 方法分為兩類：自同步法和方法分為兩類：自同步法和外同步法，在基帶數據傳輸中，多數場合是采用自同外同步法，在

22、基帶數據傳輸中，多數場合是采用自同步法。步法。2.3 數據信號的頻帶傳輸v 頻帶傳輸又稱調制傳輸。電話網傳輸信道是帶通型頻帶傳輸又稱調制傳輸。電話網傳輸信道是帶通型信道。信道。 通帶范圍是通帶范圍是3003400,帶通型信道不適合于帶通型信道不適合于直接傳輸基帶信號，需要對基帶信號進行調制以實直接傳輸基帶信號，需要對基帶信號進行調制以實現頻譜搬移使信號頻帶適合于信道頻帶。現頻譜搬移使信號頻帶適合于信道頻帶。v理想低通信道理想低通信道“就是信號的所有低頻分量，只要其頻就是信號的所有低頻分量，只要其頻率不超過某個上限值，都能夠不失真地通過此信道。率不超過某個上限值，都能夠不失真地通過此信道。而頻率

23、超過該上限值的所有高頻分量都不能通過該而頻率超過該上限值的所有高頻分量都不能通過該信道。信道。帶通信道只允許上下限之間帶通信道只允許上下限之間 的信號頻率成分不失真的信號頻率成分不失真的通過，其他頻率成分不能通過。的通過，其他頻率成分不能通過。 2.3 數據信號的頻帶傳輸v頻帶傳輸系統與基帶傳輸系統的區別在于：頻帶傳輸系統與基帶傳輸系統的區別在于：頻頻帶帶v傳輸系統在發送端增加了調制，在接收端增加傳輸系統在發送端增加了調制，在接收端增加了了v解調，以實現信號的頻帶搬移。解調，以實現信號的頻帶搬移。v基帶傳輸和頻帶傳輸主要是由于傳輸的信道不基帶傳輸和頻帶傳輸主要是由于傳輸的信道不v同，頻帶傳輸需

24、要對信號進行調制。同，頻帶傳輸需要對信號進行調制。v 2.3 數據信號的頻帶傳輸v調制的定義：用基帶信號對載波波形的某些參數進調制的定義：用基帶信號對載波波形的某些參數進v行控制，使這些參量隨基帶信號的變化而變化。行控制，使這些參量隨基帶信號的變化而變化。v 所謂調制，就是在基帶數據信號上附加一個載所謂調制，就是在基帶數據信號上附加一個載v波，通過載波的幫助使基帶信號在帶通信道上傳輸，波，通過載波的幫助使基帶信號在帶通信道上傳輸，v就如我們騎馬上山，馬就相當于載波。頻帶傳輸又就如我們騎馬上山，馬就相當于載波。頻帶傳輸又稱稱v調制傳輸，它主要適用于電話網信道的傳輸。調制傳輸，它主要適用于電話網信

25、道的傳輸。v用以調制的基帶信號是數字信號，所以又稱為數字用以調制的基帶信號是數字信號，所以又稱為數字調制。調制。2.3 數據信號的頻帶傳輸v在調制解調器中都在調制解調器中都選擇正弦（或余弦）信號選擇正弦（或余弦）信號v作為載波作為載波。這是因為正弦信號形式簡單，便。這是因為正弦信號形式簡單，便于于v產生和接受，且由于正弦信號有幅度、頻率、產生和接受，且由于正弦信號有幅度、頻率、v相位相位3種基本參量，因此可以構造數字調幅、種基本參量，因此可以構造數字調幅、v數字調相和數字調頻數字調相和數字調頻3種基本調制方式種基本調制方式。2.3.1頻帶傳輸系統的構成v頻帶傳輸系統與基帶傳輸系統的區別在于頻帶

26、傳輸系統與基帶傳輸系統的區別在于在發送端增加了在發送端增加了調制調制，在接收端增加了解，在接收端增加了解調，以實現信號的頻帶搬移，調制和解調調，以實現信號的頻帶搬移，調制和解調合起來稱為合起來稱為Modem。v 當基帶信號為二進制時，所進行的數字當基帶信號為二進制時，所進行的數字調調v制就是二進制數字調制，常見的有二進制制就是二進制數字調制，常見的有二進制振振v幅鍵控幅鍵控2ASK、頻移鍵控、頻移鍵控2FSK和相移鍵控和相移鍵控v2PSK及差分相移鍵控及差分相移鍵控2DPSK。2.3.2數字調幅v以基帶數據信號控制一個載波的幅度，稱為以基帶數據信號控制一個載波的幅度，稱為v數字調幅，又稱幅移鍵

27、控，數字調幅，又稱幅移鍵控，ASK。v 1. 二進制數字調幅二進制數字調幅v幅度鍵控可以通過幅度鍵控可以通過乘法器乘法器和和開關電路開關電路來實現。載波來實現。載波在在v數字信號數字信號1或或0的控制下通或斷，在信號為的控制下通或斷，在信號為1的狀態的狀態載載v波接通，此時傳輸信道上有載波出現；在信號為波接通，此時傳輸信道上有載波出現；在信號為0的的v狀態下，載波被關斷，此時傳輸信道上無載波傳送。狀態下，載波被關斷，此時傳輸信道上無載波傳送。v那么在接收端我們就可以根據載波的有無還原出數那么在接收端我們就可以根據載波的有無還原出數v字信號的字信號的1和和0。對于二進制幅度鍵控信號的頻帶寬。對于

28、二進制幅度鍵控信號的頻帶寬v度為二進制基帶信號寬度的兩倍。度為二進制基帶信號寬度的兩倍。v幅移鍵控法幅移鍵控法(ASK)的載波幅度是的載波幅度是隨著調制隨著調制v信號而變化的信號而變化的， 其最簡單的形式是，載波其最簡單的形式是，載波在在v二進制調制信號控制下通斷，二進制調制信號控制下通斷， 此時又可稱此時又可稱作作v開關鍵控法開關鍵控法(OOK)。2 多進制數字調幅v多電平多電平MASK調制方式是一種比較高效的傳調制方式是一種比較高效的傳輸方式，但由于它的抗噪聲能力較差，尤其輸方式，但由于它的抗噪聲能力較差，尤其是抗衰落的能力不強，因而一般只適宜在恒是抗衰落的能力不強，因而一般只適宜在恒參信

29、道下采用。參信道下采用。 2.3.3數字調相v 以基帶數據信號控制載波的相位，稱為數字調相，又稱相以基帶數據信號控制載波的相位，稱為數字調相，又稱相移鍵控，簡寫為移鍵控，簡寫為PSK。v 1. PSK信號及功率譜密度信號及功率譜密度v 按按PSK的基本定義可畫出如圖的基本定義可畫出如圖2-46所示數據信號與所示數據信號與PSK信號信號v的對應波形。圖中的對應波形。圖中2-46 (a)是信號序列；是信號序列；2-46 (b)是未調載波是未調載波信信v號號 ，2-44 (c)為二相絕對調相信號，記為為二相絕對調相信號，記為2PSK；2-46 (d)v為二相對調相信號，或稱差分調相信號，記為為二相對

30、調相信號，或稱差分調相信號，記為2DPSK。tccosv數字調相信號功率譜密度就是載波頻率為數字調相信號功率譜密度就是載波頻率為fc的抑的抑制制v載波的雙邊帶譜，與抑制載波的載波的雙邊帶譜，與抑制載波的2ASK功率譜相功率譜相v同，也是雙邊帶帶寬。同，也是雙邊帶帶寬。v (2) 2PSK信號的產生和解調信號的產生和解調 v圖圖2-47 (a)給出的是一種用相位選擇法產生給出的是一種用相位選擇法產生2PSKv信號的原理框圖。信號的原理框圖。v這種這種2PSK信號的解調存在一個問題，即信號的解調存在一個問題，即2分頻器電分頻器電路路v輸出存在相位不定性或稱相位模糊問題。輸出存在相位不定性或稱相位模

31、糊問題。 v當二分頻器電路輸出的相位為當二分頻器電路輸出的相位為00或或1800不定時，相不定時，相干干v解調的輸出基帶信號就會存在解調的輸出基帶信號就會存在0或或1倒相現象，這就倒相現象，這就是是v二相絕對調相，即二相絕對調相，即2PSK方式不能直接應用的原因所方式不能直接應用的原因所在。在。v解決這一問題的方法就是采用相對調相，即解決這一問題的方法就是采用相對調相，即2DPSK式。式。 v(3)2DPSK信號的產生和解調信號的產生和解調v 2DPSK信號的產生信號的產生v根據根據2DPSK信號和信號和2PSK信號的內在聯系，只要將輸入的基信號的內在聯系，只要將輸入的基帶帶v數據序列變換成相

32、對序列，即差分碼序列，然后用相對序列數據序列變換成相對序列，即差分碼序列，然后用相對序列去去v進行絕對調相，便可得到進行絕對調相，便可得到2DPSK信號。信號。 v 2DPSK信號的解調信號的解調 v2DPSK的解調通常采用極性比較法，極性比較法是對的解調通常采用極性比較法，極性比較法是對2DPSK信信v號先進行號先進行2PSK解調，然后用碼變換器將差分碼變為絕對碼。解調，然后用碼變換器將差分碼變為絕對碼。在在v進行進行2PSK解調時，可能會出現解調時，可能會出現“1”，“0”倒相現象，但變倒相現象，但變換為絕換為絕v對碼后的碼序列是唯一的，即與倒相無關。對碼后的碼序列是唯一的，即與倒相無關。

33、v2.多相調相及頻帶利用率多相調相及頻帶利用率v(1)四進制調相四進制調相v四相調相，即四相調相，即4PSK，是用載波的四種不同相位來表征傳送的，是用載波的四種不同相位來表征傳送的數據信息。如前所述，在數據信息。如前所述，在4PSK調制中，首先對輸入的二進制調制中，首先對輸入的二進制數據進行分組，將二位數字編成一組，即構成雙比特碼元。數據進行分組，將二位數字編成一組，即構成雙比特碼元。k比特碼元有比特碼元有2k種組合，即有種組合，即有2k種不同狀態，故可以用種不同狀態，故可以用m= 2k種種不同相位或相位差來表示，對于不同相位或相位差來表示，對于k=2, 則則m22=4，故稱為，故稱為 四四相

34、調相。我們把組成雙比特碼元的前一信息比特用相調相。我們把組成雙比特碼元的前一信息比特用A代表，后代表，后一信息比特用一信息比特用B代表，并按格雷碼排列，以便提高傳輸的可靠代表，并按格雷碼排列，以便提高傳輸的可靠性。按國際統一標準規定，雙比特碼元與載波相位的對應關系性。按國際統一標準規定，雙比特碼元與載波相位的對應關系有兩種，稱為有兩種，稱為A方式和方式和B方式，它們的對應關系如表方式，它們的對應關系如表2-1所示，所示，它們之間的矢量關系如圖它們之間的矢量關系如圖2-53所示。所示。雙比特碼元 載波相位A BA方式B方式0 01 0 1 10 1 0 /2 3/2 5/47/4/43/4雙比特

35、碼元 載波相位A BA方式B方式0 01 0 1 10 1 0 /2 3/2 5/47/4/43/42)多相調相的頻帶利用率。多相調相的頻帶利用率為1log12Mk2.3.4 數字調頻v用基帶數據信號控制載波的頻率，稱為數字調頻，又稱頻移鍵控用基帶數據信號控制載波的頻率，稱為數字調頻，又稱頻移鍵控(FSK)。v12FSK信號及功率譜密度信號及功率譜密度v(1)2FSK信號信號v 二進制移頻鍵控就是用二進制數字信號控制載波頻率二進制移頻鍵控就是用二進制數字信號控制載波頻率f1，當傳送，當傳送“1”碼時輸出頻率碼時輸出頻率 ；當傳送；當傳送“0”碼時輸出頻率碼時輸出頻率f0。v(2) 2FSK信號

36、功率譜密度（相位不連續的）信號功率譜密度（相位不連續的）v 2FSK信號的功率譜密度，是兩個不抑制載波的信號的功率譜密度，是兩個不抑制載波的2ASK信號的功率譜密信號的功率譜密度的合成度的合成,如圖如圖2-57所示。所示。圖圖2-43相位不連續的相位不連續的2FSK信號的功率譜密信號的功率譜密度度v22FSK信號的產生和解調信號的產生和解調v (1)2FSK信號的產生信號的產生v 2FSK信號的產生可用兩個數字調幅信信號的產生可用兩個數字調幅信號相加的辦法產生。如圖號相加的辦法產生。如圖2-58所示，就是所示，就是相位不連續的相位不連續的2FSK信號產生的原理圖。信號產生的原理圖。v圖圖2-5

37、8 (b)為相位連續的為相位連續的2FSK信號產生的原理圖信號產生的原理圖,利利用數據信號的用數據信號的“1”和和“0”的電壓的不同控制一個可的電壓的不同控制一個可變頻率的電壓控制振蕩器以產生兩個不同頻率的信變頻率的電壓控制振蕩器以產生兩個不同頻率的信號號f1和和f0，這時兩個頻率變化時相位就是連續的。，這時兩個頻率變化時相位就是連續的。v(2) 2FSK信號的解調信號的解調v 這里討論兩種簡單的這里討論兩種簡單的2FSK的解調方法，如圖的解調方法，如圖2-60所所示。示。v圖圖2-60 (a)是采用分路選通濾波器進行是采用分路選通濾波器進行2FSK信號的非相干解調，當信號的非相干解調，當2FSK信號的頻偏較大信號的頻偏較大時，可以把時，可以把2FSK信號當作兩路不同載頻的信號當作兩路不同載頻的2ASK信號接收。圖信號接收。圖2-60 (b)是采用鑒頻解調是采用鑒頻解調方法的簡單框圖。方法的簡單框圖