通訊原理數字調製的規律及技巧

2022-05-05 06:06:04 字數 3139 閱讀 9247

第一部分二進位制數字調製的規律及技巧

除2fsk外,抽樣判決器之前的部分與模擬線性調製有相同的規律和技巧。下面重點強調一下2psk和2dpsk

關於向量圖的思考:

結論:在絕對調相中所有的參考相位都是未調載波的初相或末相。這個初相/末相可以是0相,也可以是相,看是如何規定的。

絕對調相的相位差是指每個絕對碼的已調波初相/末相與該碼元所對應未調載波的初相/末相之差。相對調相是指每個絕對碼的已調波初相/末相與其相鄰前一碼元已調波初相/末相之差。

絕對碼與相對碼之間的轉換,一般絕對碼用表示,相對碼用表示。

幾種解調方法

2dpsk相干解調(極性比較法)加碼反變換法

2dpsk差分相干解調(相位比較法)

例1:在2dpsk系統中,已知碼元速率為1200波特,載頻為2400hz,傳送資料序列為1001101,且規定後一碼元起始與前一碼元結束相位差為:

(1)若設參考相位,試畫出2dpsk訊號的波形,寫出其對應的相對碼,並構成其調製器原理框圖;

(2)若採用差分相干解調器接收該2dpsk訊號,試畫出解調系統的組成框圖以及各有關點的時間波形(有關引數可自行假設);

(3)求出通道頻寬,若已知差分相干解調器輸入端的訊雜比,試求解調器輸出的誤位元速率。

解:分析:做這類題首先要注意載波週期與碼元週期的關係,以確定乙個碼元週期內畫幾個載波,由題知,乙個碼元週期內畫2個載波。接下來用上面講的技巧就可以畫圖了。

(1)由,可知,即乙個碼元週期內畫2個載波。

(2)(3)

2fsk過零檢測法

2fsk相干檢測法

二進位制數字調製系統的一般解調法

二進位制數字調製系統和最佳接收系統的效能比較

例2:採用二進位制頻移鍵控方式在有效頻寬為1800hz的傳輸通道上傳送二進位制數字資訊。已知2fsk訊號的兩個載頻=1800hz,=2500hz,碼元速率=300波特,傳輸通道輸出端訊雜比=6db。試求:

(1)2fsk訊號的頻寬;

(2)同步檢測法解調時系統的誤位元速率;

(3)包絡檢波法解調時系統的誤位元速率。

解:分析:與模擬調製系統分析方法一致,關鍵是要求出解調器輸入訊雜比。

但要注意兩點:第一,2fsk系統有兩種頻寬:通道頻寬和上、下支路帶通濾波器頻寬。

第二,通道輸出訊號可以完整的通過帶通濾波器,其平均功率沒有變化,這也是接收端帶通濾波器的作用之一。故由以上兩點可以求出通道輸出訊雜比與解調器輸入即帶通濾波器輸出訊雜比之間的關係。

(1)(2)

同步檢測法解調時系統的誤位元速率為

包絡檢波法解調時系統的誤位元速率為

例3:某地要建立二進位制數字頻帶通訊系統。選擇的通道,效能較好,但頻帶資源較緊俏,請你在所給的條件下,用盡可能低的成本,盡可能好的抗雜訊效能,選擇合適的調製與解調方式,並畫出你所設計的系統從發端、經通道,以及解調接收的完整方框圖。

解:分析:這類題目關鍵要根據所給條件選擇合適的調製解調方式。

無論其它條件如何,首先要考慮的是在現有條件下設計系統的誤碼效能,希望誤位元速率越低越好。由於通道,效能較好,但頻帶資源較緊俏,所以要選擇頻帶利用率高的,可以把2fsk排除掉。2ask抗雜訊效能較差,也不能選。

所以,只有2psk和2dpsk,因為2psk具有相位模糊,限制了其應用,只有選2dpsk,但要求低的成本,所以解調時不能採用相干解調,只能用非相干解調方式,即差分解調法。

第二部分多進製調相訊號表示式和星座圖的關係

對於未調載波,其初相為0相,進行mpsk調製後,共有m種初相位,其訊號表示式為

,為進製符號間隔,為已調載波的初相位,有種可能的狀態。

當,即為2psk訊號表示式。

關於2psk訊號表示式及其向量圖的表示

由於2psk訊號有兩種表示式及其向量圖a方式和b方式,故

規定:「0」碼取正電平,「1」碼取負電平。

在a方式中, 故

可以看出即為的取值。

a方式向量圖:

,前提:「0」碼用 +1 表示,「1」 碼用-1表示。所以判決時也要注意,規則要保持一致。

當出現「0」碼時,

,,對應已調波初相為0相位,故「0」→0相位,即與未調載波初相一致;

當出現「1」碼時,

,,對應已調波初相為相位,故「1」→相位,即與未調載波初相反。

在b方式中, 故

可以看出故當即為的取值。

b方式向量圖:

, 當出現「0」碼時,

對應已調波初相為相位,故「0」→相位,即與未調載波初相相差;

當出現「1」碼時,

對應已調波初相為相位,故「1」→相位,即與未調載波初相相差。

當未調載波為,其初相為相,進行mpsk調製後,共有m種初相位,其訊號表示式為

,為進製符號間隔,為已調載波的初相位,有種可能的狀態。其分析方法跟上面是一樣的。

參考相位是指每個碼元所對應未調載波的初相位,a、b方式中為0相位,這裡的相位差是指每個碼元的已調波初相與該碼元所對應未調載波的初相位之差。

關於4psk的星座圖

4psk是由上下兩路2psk,其星座圖是由上下兩個2psk向量圖按碼元順序構成的。兩個2psk向量圖可向前面所示的方法確定。

b方式星座圖:

上支路即為的取值,下支路即為的取值。

前提:「0」碼用 +1 表示,「1」 碼用-1表示。

上支路:

輸出訊號為,當輸入+1時, ,,對應已調波初相為0相位,故「0」→0相位,即與未調載波初相一致;當輸入取-1時,,,對應已調波初相為相位,故「1」→相位,即與未調載波初相相反。

下支路:

輸出訊號為,當輸入+1時, ,,對應已調波初相為相位,故「0」→相位,即與未調載波初相相差;當輸入-1時,,,對應已調波初相為相位,故「1」→相位,即與未調載波初相相差。

按的順序將兩個向量合成為qpsk的星座圖。

a方式星座圖:

其星座圖可由其調製圖直接畫出來。

例如:qdpsk

由於單/雙極性變換出來的訊號取±1,而規定「0」碼用 +1 表示,「1」 碼用-1表示。所以,對於上支路:為雙極性訊號和相乘,當輸入「0」碼時,輸出,其初相為,即,當輸入「1」碼時,輸出

其初相為,即;對於下支路:也為雙極性訊號和相乘,當輸入「0」碼時,輸出,其初相為,即,當輸入「1」碼時,輸出,其初相為,即。

總之一句話:只要「0」碼已調波初相/末相與其所對應未調載波的初相/末相一致,就對應正電平。相反,就對應負電平。

按的順序將兩個向量合成為qdpsk的星座圖。

碼元串/並變換之間的關係

《通訊原理》第五章模擬通訊系統常用的基本規律和技巧

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