【通信原理-第七章】

通信原理的主要内容

第七章:数字带通传输系统

二进制键控的方式有哪几种?其相应的调制解调方式有哪些?其带宽和抗噪声性能(误码率)如何?各自的优缺点?

二进制键控有2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK四种,其中,2DPSK是2PSK的改进。

对于2ASK,属于幅度键控,调制方法有模拟相乘法和键控法。模拟相乘法是指将二进制看成特殊的模拟信号去进行调制,键控法则是根据二进制的1或是0,控制载波的幅度变化。

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解调方法有包络检波法和相干解调法。前者是经过一个包络检波器(全波整流(二极管)+lowpass filter ),后者是经过一个相乘器(相干载波相乘)+lowpass filter 。
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其带宽为基带传输带宽的2倍。2ASK的优点在于设备简单,频带利用率较高,缺点是抗噪声性能差。

对于2FSK,属于频率调制,调制方法有直接调频法和键控开关法。顾名思义,调频法是指根据一个基带信号去调制一个调频器是指输出两个不同频率的码元。键控法则就是对两个独立的不同频率的载波控制输出。区别主要在于调频法的相位是连续的,而键控法就不一定。直接调频法就是直接过一个调频器,这里不再展示。

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解调方法有非相干解调法(包络检波和过零点检测法)和相干解调法。相干解调法其实就是先经过带通滤波器将不同频带载波区分出来,再分别进行相乘和滤波,最后抽样就是两路比较大小抽样。

非相干解调法中包络检波法同上相似,先过带通滤波器,在过包络检波,最后两两比较抽样。过零检测法不在叙述。

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其传输带宽为两个载波频率之差+2倍的基带带宽。优点是抗噪声性能强,缺点是占用频带宽,频带利用率低。

对于2PSK,属于相位调制,调制方法有相乘法和键控法。相乘法就是将基带信号转为双极性不归零码在直接与载波相乘,这样就会一个相差π的相位差,实现了相位调制;键控法就是将载波信号分两路,一路相位加个相位π,再用基带信号作为开关控制输出。

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2PSK的解调方法是相干解调法,与本地载波相乘再过一个低通滤波器,最后抽样判决。由于只有两个相位,所以极可能出现相位模糊的情况,造成最终的判决出现1和0的颠倒,最后结果完全反过来,所以就有了2DPSK。

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2DPSK的思想是调制前后两个码元的相位差,以一个初始相位为准,前后做差,得出相对相位进行调制。其调制首先先将绝对码转换成相对码,再进行2PSK调制;
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解调方法则是由相位比较法和相干解调法两种,相位比较法就是将接受信号分两路,一个延迟一个码元时间,是为了比较当前码元和上一个码元的差,两路相乘,最后经过低通滤波器和抽样判决。相干解调法同2PSK一样,只是在最后加了一个逆码变换,恢复成绝对码。

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2PSK和2DPSK的带宽与2ASK相同,其抗噪声性能优于2ASK和2FSK,所以应用更加广泛。当然实际上DPSK使用更多。

以下是二进制数字调制系统的误码率公式,总的来讲,误码率:2PSK>2FSK>2ASK。

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多进制呢?

多进制则是在原二进制数字调制的基础上,将二进制改为了多进制,其核心思想相差不大,但调制解调方式更加复杂。多进制也大大提高了传输效率。

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