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1、Unit2ModulationTechnologyTextAModulationTechnologyModulationTechnology调制技术调制技术Unit22 2v原文：原文：Formula(2.1)introducedthebasicfunctionofasinewavewhichalreadyindicatesthethreebasicmodulationschemes(typically,thecosinefunctionisusedforexplanation):v译文：译文：公式（公式（2.1）引入了一个基本的正弦函数，）引入了一个基本的正弦函数，它可以表示三种基本调制方案
2、（通常用余弦函数来它可以表示三种基本调制方案（通常用余弦函数来说明）：说明）：Unit23 3vUnit24 4v原文：原文：Digitalmodulationisrequiredifdigitaldatahastobetransmittedoveramediumthatonlyallowsforanalogtransmission.v译文：译文：如果数字信号必须在只允许模拟信号传输如果数字信号必须在只允许模拟信号传输的媒介中传输，则要求进行数字调制。的媒介中传输，则要求进行数字调制。Unit25 5v原文：原文：Oneexampleforwirednetworksistheoldanalog
3、telephonesystemtoconnectacomputertothissystemamodemisneeded.Themodemthenperformsthetranslationofdigitaldataintoanalogsignalsviceversa.v译文：译文：模拟电话系统是有线网络的一个例子，它模拟电话系统是有线网络的一个例子，它需要用一个调制解调器将计算机与系统相连。调需要用一个调制解调器将计算机与系统相连。调制解调器完成调制解调模数转换的任务。数字传制解调器完成调制解调模数转换的任务。数字传输在有线局域网或计算机内部是很有用的。输在有线局域网或计算机内部是很有用的。U
4、nit26 6v原文：原文：Apartfromthetranslationofdigitaldataintoanalogsignals,wirelesstransmissionrequiresanadditionalmodulation,ananalogmodulationthatshiftsthecenterfrequencyofthebase-bandsignalgeneratedbythedigitalmodulationuptotheradiocarrier.v译文：译文：除了数模转换外，无线传输还需要一个附除了数模转换外，无线传输还需要一个附加的模拟调制，将普通基带信号的中心频率通过
5、加的模拟调制，将普通基带信号的中心频率通过数字调制提高形成无线电载波。数字调制提高形成无线电载波。Unit27 7v原文：原文：Forexampledigitalmodulationtranslatesa1Mbpsbit-steamintoabase-bandsignalwithabandwidthof1MHz.Thereareseveralreasonswhythisbase-bandsignalcannotbedirectlytransmittedinawirelesssystem:v译文：译文：例如，通过数字调制，将一个例如，通过数字调制，将一个1Mbps比特比特流转换成流转换成1MHz
6、带宽的基带信号。基带信号之所带宽的基带信号。基带信号之所有以不能直接在无线系统中传输有如下几个原因：有以不能直接在无线系统中传输有如下几个原因：Unit28 8v原文：原文：Digitaltransmissionisused,forexample,inwiredlocalareanetworksorwithinacomputer.Inwirelessnetworks,however,digitaltransmissioncannotbeused.Here,thebinarybit-steamhastobetranslatedintoananalogsignalfirst.v译文：译文：然而，在
7、无线网络中，二进制比特流首先然而，在无线网络中，二进制比特流首先必须被转换成模拟信号，因此，不一定必须用到必须被转换成模拟信号，因此，不一定必须用到数字传输。数字传输。Unit29 9v原文：原文：Thethreebasicmethodsforthistranslationareamplitudeshiftkeying(ASK),frequencyshiftkeying(FSK),andphaseshiftkeying(PSK).Thesearediscussedinmoredetailinthefollowingsections.v译文：译文：三种基本的数字调制是幅移键控（三种基本的数字调制
8、是幅移键控（ASK）、）、频移键控（频移键控（FSK）和相移键控（）和相移键控（PSK）。下面我）。下面我们要分别详细讨论。们要分别详细讨论。Unit21010v原文：原文：Apartfromthetranslationofdigitaldataintoanalogsignals,wirelesstransmissionrequiresanadditionalmodulation,ananalogmodulationthatshiftsthecenterfrequencyofthebase-bandsignalgeneratedbythedigitalmodulationuptotheradi
9、ocarrier.v译文：译文：除了数模转换外，无线传输还需要一个附除了数模转换外，无线传输还需要一个附加的模拟调制，将普通基带信号的中心频率通过加的模拟调制，将普通基带信号的中心频率通过数字调制提高形成无线电载波。数字调制提高形成无线电载波。Unit21111v原文：原文：Forexampledigitalmodulationtranslatesa1Mbpsbit-steamintoabase-bandsignalwithabandwidthof1MHz.Thereareseveralreasonswhythisbase-bandsignalcannotbedirectlytransmitt
10、edinawirelesssystem:v译文：译文：例如，通过数字调制，将一个例如，通过数字调制，将一个1Mbps比特比特流转换成流转换成1MHz带宽的基带信号。基带信号之所带宽的基带信号。基带信号之所有以不能直接在无线系统中传输有如下几个原因：有以不能直接在无线系统中传输有如下几个原因：Unit21212v原文：原文：Apartfromthetranslationofdigitaldataintoanalogsignals,wirelesstransmissionrequiresanadditionalmodulation,ananalogmodulationthatshiftsthece
11、nterfrequencyofthebase-bandsignalgeneratedbythedigitalmodulationuptotheradiocarrier.v译文：译文：除了数模转换外，无线传输还需要一个附除了数模转换外，无线传输还需要一个附加的模拟调制，将普通基带信号的中心频率通过加的模拟调制，将普通基带信号的中心频率通过数字调制提高数字调制提高到到无线电载波无线电载波频段频段。Unit21313v原文：原文：Forexampledigitalmodulationtranslatesa1Mbpsbit-steamintoabase-bandsignalwithabandwidth
12、of1MHz.Thereareseveralreasonswhythisbase-bandsignalcannotbedirectlytransmittedinawirelesssystem:v译文：译文：例如，通过数字调制，将一个例如，通过数字调制，将一个1Mbps比特比特流转换成流转换成1MHz带宽的基带信号。基带信号之所带宽的基带信号。基带信号之所有以不能直接在无线系统中传输有如下几个原因：有以不能直接在无线系统中传输有如下几个原因：Unit21414v原文：原文：Antennas:Anantennamustbetheorderofmagnitudeofthewavelengthofth
13、esignalinsizetobeeffective.Forthe1MHzsignalintheexamplethiswouldresultinanantennasomehundredmeterhigh,whichisobviouslynotverypracticalforhandhelddevices.With1GHz,antennasofafewcentimetersinlengthcanbeused.v译文：译文：天线：天线必须由有效信号的波长大小来决定。天线：天线必须由有效信号的波长大小来决定。例如，例如，1MHz的信号，天线就有数百米高，这显然对的信号，天线就有数百米高，这显然对便携
14、设备来说很不实际。而便携设备来说很不实际。而1GHz，天线则只有几米，天线则只有几米高，这是很有用的。高，这是很有用的。Unit21515v原文：原文：Frequencydivisionmultiplexing:Usingonlybase-bandtransmission,FDMcouldnotbeapplied.Analogmodulationshiftsthebase-bandsignalstodifferentcarrierfrequencies.Thehigherthecarrierfrequency,themorebandwidththatisavailableformanybase
15、-bandsignals.v译文：译文：频分复用：频分复用不用在频分复用：频分复用不用在单独单独的基带传的基带传输中。模拟调制将基带信号转换成不同的载波频输中。模拟调制将基带信号转换成不同的载波频率。载波频率越高，基带信号的可用带宽越宽。率。载波频率越高，基带信号的可用带宽越宽。Unit21616v原文：原文：Mediumcharacteristics:Path-losspenetrationofobstacles,reflection,scattering,anddiffractiondependheavilyonthewavelengthofthesignal.v译文：译文：介质特性：信道
16、损耗、绕射、反射、散射介质特性：信道损耗、绕射、反射、散射和在信号波长紧密相关的衍射。和在信号波长紧密相关的衍射。Unit21717v原文：原文：Dependingontheapplications,therightcarrierfrequencywiththedesiredcharacteristicshastobechosen:longwavesforsubmarines,shortwavesforhandhelddevices,veryshortwavesfordirectedmicrowavetransmissionetc.v译文：译文：根据实际应用选择所需合适根据实际应用选择所需合适
17、的的载波频率特载波频率特性：潜艇采用长波，便携设备采用短波，定向微性：潜艇采用长波，便携设备采用短波，定向微波传输采用超短波等等。波传输采用超短波等等。Unit21818v原文：原文：Asfordigitalmodulation,threedifferentbasicschemesareknownforanalogmodulation:amplitudemodulation(AM),frequencymodulation(FM),andphasemodulation(PM).vFigure2.1showsa(simplified)blockdiagramofaradiotransmitterf
18、ordigitaldata.v译文：译文：至于数字调制，所知的三种不同的基本模拟调至于数字调制，所知的三种不同的基本模拟调制类型：幅度调制（制类型：幅度调制（AM）、频率调制（）、频率调制（FM）和相位）和相位调制（调制（PM）。）。v图（图（2.1）表示一个数字无线反射区的简化程序框图。）表示一个数字无线反射区的简化程序框图。Unit21919v原文：原文：Thefirststepisthedigitalmodulationofdataintotheanalogbase-bandsignalaccordingtooneoftheschemespresentedinthefollowingse
19、ction.v译文：译文：第一步是将数字调制数据通过如下部分所第一步是将数字调制数据通过如下部分所示的形式转换成模拟基带信号，然后将模拟信号示的形式转换成模拟基带信号，然后将模拟信号的中心频率提高到无线电载波频段，最后信号通的中心频率提高到无线电载波频段，最后信号通过天线传输。过天线传输。Unit22020v原文：原文：Thereceiver(Figure2.2)receivestheanalogradiosignalviaitsantennaanddemodulatesthesignalintotheanalogbase-bandsignalwiththehelpoftheknowncarr
20、ier.Thiswouldbeallthatisneededforananalogradiotunedintoaradiostation.(Theanalogbase-bandsignalwouldconstitutethemusic.)v译文：译文：接收机（图接收机（图2.2）通过天线接收到模拟无线）通过天线接收到模拟无线电信号，根据一定的载波对信号进行解调转换成电信号，根据一定的载波对信号进行解调转换成模拟基带信号模拟基带信号，全部应用在接收广播电台的模拟全部应用在接收广播电台的模拟广播。（模拟基带信号承载音频。）广播。（模拟基带信号承载音频。）Unit22121v原文：原文：Fordig
21、italdata,anotherstepisneeded.Bitsorframeshavetobedetected,i.e.,thereceivermustsynchronizewiththesender.Howsynchronizationisachieved,dependsonthedigitalmodulationscheme.v译文：译文：对于数字信号来说，另一步对于数字信号来说，另一步是是检测比特和检测比特和帧是至关重要的。例如接收必须和发射同步。同帧是至关重要的。例如接收必须和发射同步。同步怎样实现要根据数字调制模式。步怎样实现要根据数字调制模式。Unit22222v原文：原文：A
22、ftersynchronization,thereceiverhastodecideifthesignalrepresentsadigital1or0,reconstructingtheoriginaldata.v译文：译文：经过同步，接收机必须判定是否是由经过同步，接收机必须判定是否是由0.1代代码表示的信号重组成原始数据。码表示的信号重组成原始数据。Unit22323v原文：原文：Thedigitalmodulationschemespresentedinthefollowingsectionsdifferinmanyissues,suchasspectralefficiency(I.e.
23、,howmuchpowerisneededtotransferbitswhichisveryimportantforportabledevicesthatarebatterydependent),androbustnesstomulti-pathpropagation.Noise,andinterference.v译文：译文：数字调制模式在下列问题中有不同的表示：数字调制模式在下列问题中有不同的表示：例如光谱效率（比如，传输比特所需用多少能量例如光谱效率（比如，传输比特所需用多少能量对电池终端设备是非常重要的。）、多径对电池终端设备是非常重要的。）、多径效应效应、噪声和干扰。噪声和干扰。Uni
24、t22424v原文：原文：AmplitudeshiftkeyingvFigure2.3illustratesamplitudeshiftkeying(ASK),themostsimpledigitalmodulationscheme.Thetwobinaryvalues,1and0,arerepresentedbytwodifferentamplitudes.Intheexample,oneoftheamplitudesis0(representingthebinary0).v译文：译文：振幅键控振幅键控v图图2.3所示振幅键控（所示振幅键控（ASK）是最简单的数字调）是最简单的数字调制方式。
25、二进制值制方式。二进制值0和和1由不同的幅度来表示。例由不同的幅度来表示。例中，一个幅度是中，一个幅度是0（代表二进制（代表二进制0）。）。Unit22525v原文原文:Thissimpleschemeonlyrequireslowlossheavilyinfluencetheamplitude.Inawirelessenvironment,aconstantamplitudecannotbeguaranteed,soASKistypicallynotusedforwirelessradiotransmission.v译文：译文：这种简单的方式仅需要低的带宽，但是容这种简单的方式仅需要低的带宽
26、，但是容易受到干扰的影响。像多径传播，噪声和信道衰易受到干扰的影响。像多径传播，噪声和信道衰减严重影响幅度所产生的效果。在无线工作环境减严重影响幅度所产生的效果。在无线工作环境下，不能保证稳定的幅度，所以通常下，不能保证稳定的幅度，所以通常ASK不能用不能用于无线电传输。于无线电传输。Unit22626v原文：原文：However,thewiretransmissionschemewiththehighestperformance,namelyopticaltransmission,usesASK.Here,alightpulsemayrepresenta1,whiletheabsenceof
27、lightrepresentsa0.v译文：译文：然而，有线传输方式有很高的传输性能，然而，有线传输方式有很高的传输性能，即光纤传输中使用即光纤传输中使用ASK，有有光脉冲表示光脉冲表示1，同时，同时无光表示无光表示0。Unit22727v原文：原文：ThecarrierfrequencyinopticalsystemsissomehundredTHz.ASKcanalsobeappliedtowirelessinfraredtransmission,usingadirectedbeamordiffuselight.v译文：译文：光纤系统中载波的频率达到数百光纤系统中载波的频率达到数百THz。
28、ASK也应用于无线红外线传输通过直连光束或漫也应用于无线红外线传输通过直连光束或漫射光。射光。Unit22828v原文：原文：FrequencyshiftkeyingvAmodulationschemeoftenusedforwirelesstransmissionisfrequencyshiftkeying(FSK)(Figure2.4).ThesimplestformofFSK,alsocalledbinaryFSK(BFSK),assignsonefrequencyf1tothebinary1andanotherfrequencyf2tothebinary0.v译文：译文：频移键控频移键
29、控vFSK(图图2.4)是常用于无线传输的一种调试方式。最是常用于无线传输的一种调试方式。最简单的频移键控形式，被称为二进制频移键控简单的频移键控形式，被称为二进制频移键控（BFSK），分配码元），分配码元1为频率为频率f1，码元，码元0对应频率对应频率f2。Unit22929v原文：原文：AverysimplewaytoimplementFSKistoswitchbetweentwooscillators,onewiththefrequencyf1andtheotherwithf2,dependingontheinput.v译文译文:实现实现FSK最简单的办法是最简单的办法是频率频率在两个振
30、荡之在两个振荡之间转换，根据输入，一个是频率间转换，根据输入，一个是频率为为f1，另一个为，另一个为频率频率为为f2。Unit23030v原文：原文：Toavoidsuddenchangesinphase,specialfrequencymodulatorswithcontinuousphasemodulation(CPM)canbeused.Suddenchangesinphasecausehighfrequencies,whichisanundesiredside-effect.Asimplewaytoimplementdemodulationisbyusingtwobandpassfil
31、ters,oneforf1theotherforotherforf2.v译文：译文：为了防止相位跳变，引入了特殊频率调制，为了防止相位跳变，引入了特殊频率调制，连续相位调制。相位随高频进行跳变，这是难免连续相位调制。相位随高频进行跳变，这是难免的边效应。简单方式上的解调是使用两个带通滤的边效应。简单方式上的解调是使用两个带通滤波，一个为波，一个为f1另一个为另一个为f2。Unit23131v原文：原文：Acomputercanthencomparethesignallevelsofthefilteroutputstodecidewhichofthemisstronger.FSKneedsala
32、rgerbandwidthcomparedtoASKbutismuchlesssusceptibletoerrors.v译文：译文：抽样抽样判决判决器能检测出经过滤波输出的信号器能检测出经过滤波输出的信号电平是否足够高。电平是否足够高。FSK较较ASK有有较较高的带宽，和高的带宽，和更不易产生错误。更不易产生错误。Unit23232vUnit23333v原文：原文：Thissimplescheme,shiftingthephaseby180eachtimethevalueofdatachanger,isalsocalledbinaryPSK(BSK).v译文：译文：这个简单的方式中，相位每次变
33、化这个简单的方式中，相位每次变化180码码元也随之改变，这就是二进制相移键控元也随之改变，这就是二进制相移键控（BPSK）。）。Unit23434v原文：原文：AsimpleimplementationofaBPSKmodulatorcouldmultiplyafrequencyfwith+1ifthebinarydatais1andwith-1ifthetransmitter.v译文：译文：BPSK的调制器实现是如果是码元的调制器实现是如果是码元1便乘以便乘以频率（频率（f+1）码元）码元0则乘以频率（则乘以频率（f-1）。）。Unit23535v原文：原文：Thiscanbedoneusi
34、ngaphaselockloop(PLL).ComparedtoFSK,PSKismoreresistanttointerference,butreceiverandtransmitterarealsomorecomplex.v译文：译文：为了数据接收的正确性，接收机在频率和为了数据接收的正确性，接收机在频率和相位上同发射机实现同步。这将使用锁相环相位上同发射机实现同步。这将使用锁相环（PLL）。）。PSK较较FSK有更好的抗干扰能力，但有更好的抗干扰能力，但接收和发射更复杂。接收和发射更复杂。Unit23636v原文：原文：AdvancedfrequencyshiftkeyingvAfamo
35、usFSKschemeusedinmanywirelessisminimumshiftkeying(MSK).MSKisbasicallyBFSKwithoutabruptphasechanges,i.e.,itbelongstoCPMschemes,Figure2.6showsanexamplefortheimplementationofMSK.v译文：译文：新型频移键控新型频移键控v在大多数无线系统中使用的普遍频移键控频是最在大多数无线系统中使用的普遍频移键控频是最小频移键控（小频移键控（MSK）。）。MSK是基本没有相位突是基本没有相位突变的变的BFSK,即属于即属于CPM方式。图方式。
36、图2.6示出示出MSK实现的例子。实现的例子。Unit23737vUnit23838v原文：原文：Accordingtothefollowingscheme,thelowerorhigherfrequencyischosen(eitherinvertedornon-inverted)togeneratetheMSKsignal:viftheevenandtheoddbitareboth0,thenthehigherfrequencyf2isinverted(I.e.,f2isusedwithaphaseshiftof180);v译文：译文：通过如下方式，选择更低或更高的频率来通过如下方式，选择
37、更低或更高的频率来产生产生MSK信号：信号：v如果偶数为和奇数位都为如果偶数为和奇数位都为0，那么高频，那么高频f2部分倒置部分倒置（即（即f2其相位其相位180变化）。变化）。Unit23939v原文：原文：iftheevenbitis1,theoddbit0,thenthelowerfrequencyf1isinverted.Thisisthecase,e.g.,inthefifthtoseventhcolumnsofFigure2.6;v译文：译文：如果偶数位是如果偶数位是1，奇数位是，奇数位是0.那么将低频那么将低频f1部分倒置。这就是图部分倒置。这就是图2.6例子中第例子中第5到第到
38、第7列的列的图形。图形。Unit24040v原文：原文：iftheevenbitis0andtheoddis1,asincolumns1to3,f1istakenwithoutchangingthephase;vifbothbitsare1,thentheoriginalf2istaken.vAhighfrequencyisalwayschosenifevenandoddbitsareequal.Thesignalisinvertediftheoddbitequals0.ThisschemeavoidsallphaseshiftsintheresultingMSKsignal.v译文：译文：如
39、果偶数位是如果偶数位是0奇数位是奇数位是1，那么从，那么从1到到3的波形中的波形中f1并不改变相位。并不改变相位。v如果两位都是如果两位都是1，则选用原，则选用原f2。v如果奇数和偶数位相等通常选用高频。如果偶数位等于如果奇数和偶数位相等通常选用高频。如果偶数位等于0信号翻转。这种方式避免了信号翻转。这种方式避免了MSK信号中的所有相位都翻转。信号中的所有相位都翻转。Unit24141v原文：原文：Addingaso-calledGaussianlowpassfiltertotheMSKschemeresultsisGaussianMSK(GMSK),whichisthedigitalmodu
40、lationschemeformanyEuropeanwirelessstandards.ThefilterreducesthelargespectrumneededbyMSK.v译文：译文：另外还有一种经过高斯低通滤波的另外还有一种经过高斯低通滤波的MSK方方式形成所谓的高斯最小频移键控（式形成所谓的高斯最小频移键控（GMSK），这），这许多欧洲无线标准中的数字调制形式。滤波降低许多欧洲无线标准中的数字调制形式。滤波降低了了MSK所需的高频谱。所需的高频谱。Unit24242v原文：原文：AdvancedphaseshiftkeyingvThesimplePSKschemecanbeimpr
41、ovedinmanyways.ThebasicBPSKschemeonlyusesonepossiblephaseshiftof180.TheleftsideofFigure2.7showsBPSKinthephasedomain(whichistypicallythebetterrepresentationcomparedtothetimedomaininFigure2.5).v译文：译文：新型相移键控新型相移键控v简单的简单的PSK方式在许多方面可以被改进。基本的方式在许多方面可以被改进。基本的BPSK方式仅用一次方式仅用一次180度相位转换。图度相位转换。图2.7左边所左边所示为示为BP
42、SK相位域（这通常比图相位域（这通常比图2.5的时域更具代表的时域更具代表性）。性）。Unit24343v原文：原文：therightsideofFigure2.7showsquadraturePSK(QPSK),oneofthemostcommonPSKschemes(sometimesalsocalledquaternaryPSK).v译文：译文：右边的图右边的图2.7展示了差分相移键控展示了差分相移键控（QPSK），是最普通的），是最普通的PSK形式（有时也称为形式（有时也称为四进制相移键控）。四进制相移键控）。Unit24444v原文：原文：Here,higherbitratescan
43、beachievedforthesamebandwidthbycodingtwobitsintoonephaseshift.Alternatively,onecanreducethebandwidthandstillachievethesamebitratesasforBPSK.v译文：译文：在相同的带宽中，一个相位转换编码两比在相同的带宽中，一个相位转换编码两比特实现了高比特率。另外，减小了带宽还达到了特实现了高比特率。另外，减小了带宽还达到了BPSK相同的比特率。相同的比特率。Unit24545v原文：原文：QPSK(andotherPSKschemes)canberealizedintw
44、ovariants.Thephaseshiftcanalwaysberelativetoareferencesignal(withthesamefrequency).Ifthisschemeisused,aphaseshiftof0meansthatthesignalisinphasewiththereferencesignal.v译文：译文：QPSK(以及其他以及其他PSK方式方式)能实现两种变能实现两种变形。相位变换也同参考信号相关（同频）。如果形。相位变换也同参考信号相关（同频）。如果使用这种方法，使用这种方法，0的一个相位变换意味着参考信号的一个相位变换意味着参考信号的相移。的相移。U
45、nit24646v原文：原文：AQPSKsignalwillthenexhibitaphaseshiftof45forthedata11,135for10,225for00,and315for01withallphaseshiftsbeingrelativetothereferencesignal.v译文：译文：QPSK信号将展宽数据信号将展宽数据11的相位变换为的相位变换为45，10的为的为135,00的为的为225和和01的为的为315使得所有相位变换通参考信号相关。使得所有相位变换通参考信号相关。Unit24747v原文：原文：Thetransmitterselectspartsofth
46、esignalasshowninFigure2.28andconcatenatesthem.Toreconstructdata,thereceiverhastocomparetheincomingsignalatthereceiver.v译文：译文：发射机选择部分如图发射机选择部分如图2.8所示的信号并串起所示的信号并串起来。为了恢复信号，接收机必须把接收的信号通来。为了恢复信号，接收机必须把接收的信号通参考信号做比较。其的一个问题涉及接收机产生参考信号做比较。其的一个问题涉及接收机产生参考信号。参考信号。Unit24848v原文：原文：Transmitterandreceiverhaveto
47、besynchronizedveryoften,e.g.,byusingspecialsynchronizationpatternsbeforeuserdataarrivesorviaapilotfrequencyasreference.v译文：译文：发射机和接收机必须同步，例如，在用户发射机和接收机必须同步，例如，在用户信号到达前使用特殊的同步模式或通过参考导频。信号到达前使用特殊的同步模式或通过参考导频。Unit24949v原文：原文：OnewaytoavoidthisproblemistousedifferentialQPSK(DQPSK).Herethephaseshiftisnotr
48、elativetoareferencesignalbuttothephaseoftheprevioustwobits.Inthiscase,thereceiverdoesnotneedthereferencesignalbutonlycomparestwosignalstoreconstructdata.vDQPSKisusedinUSwirelesstechnologiesIS-136andPACSandinJapanesePHS.v译文：译文：为避免这种问题的一种方法是使用差分四相键控为避免这种问题的一种方法是使用差分四相键控（DQPSK）。相位变换与参考信号除在前两个比特中）。相位变换与
49、参考信号除在前两个比特中都都不相关，在这种情况下，接收机不需要参考信号，只用比不相关，在这种情况下，接收机不需要参考信号，只用比较两信号就可以再生数据。较两信号就可以再生数据。v英国无线科技英国无线科技IS-136和日本和日本PHS的的PACS都使用都使用DQPSK。Unit25050v原文：原文：Onecouldnowthinkofextendingtheschemetomoreanglearecombinedcoding4bitsperphase/amplitudechange.v译文：译文：现在新型相位变换的方法是扩展更多的角现在新型相位变换的方法是扩展更多的角度。实例中，每编译度。实例
50、中，每编译3比特相位变换比特相位变换8个角度。此个角度。此外，外，PSK结合结合ASK的方式就如在的方式就如在9600bps时延时延标准的调制解调器使用的正交振幅调制标准的调制解调器使用的正交振幅调制（QAM）（图）（图2.8的左边）。每次相位的左边）。每次相位/幅度变幅度变换，换，3种不同振幅和种不同振幅和12个角度编码个角度编码4比特。比特。Unit25151v原文：原文：ProblemsoccurforwirelesscommunicationincaseofnoiseorISI.Themorepointsusedinthephasedomain,theharderitistosepar
51、atethem.DQPSKhasbeenprovenasoneoftheefficientschemesundertheseconsiderations.v译文：译文：无线连接中的问题有噪声和无线连接中的问题有噪声和ISI。相位域使。相位域使用的相位点越多越难分离。用的相位点越多越难分离。DQPSK被证实是在被证实是在这些考虑因素下最优有效的方式之一。这些考虑因素下最优有效的方式之一。Unit25252v原文：原文：AmoreadvancedschemeisahierarchicalmodulationasusedinthedigitalTVstandardDVB-T.Therightside
52、ofFigure2.8showsa64QAMthatcontainsaQPSKmodulation.v译文：译文：最新型的方式是使用在最新型的方式是使用在DVB-T标准的数字标准的数字电视中使用的分层调制。图电视中使用的分层调制。图2.8右边的部分展示了右边的部分展示了用用QPSK调制的调制的64位位QAM。Unit25353v原文：原文：A64QAMcancode6bitpersymbol.HerethetwomostsignificantbitsareusedfortheQPSKsignalembeddedintheQAMsignal.Ifthereceptionofthesignalis
53、goodtheentireQAMconstellationcanberesolved.v译文：译文：64位位QAM每标志编码每标志编码6比特。把比特。把QPSK信信号中最显著的两个比特嵌入到号中最显著的两个比特嵌入到QAM信号中。如果信号中。如果信号接收正确，就能完成信号接收正确，就能完成QAM的星座图。的星座图。Unit25454v原文：原文：Underpoorreceptionconditions,e.g.,withmovingreceivers,onlytheQPSKportioncanberesolved.AhighprioritydatastreaminDVB-Tiscodedwit
54、hQPSKusingthetwomostsignificantbits.Theremaining4bitsrepresentlowprioritydata.vForTVthiscouldmeanthatthestandardresolutiondatastreamiscodedwithhighpriority,thehighresolutioninformationwithlowpriority.Ifthesignalisdistorted,atleastthestandardTVresolutioncanbereceived.v译文：译文：在接收条件差的情况下，例如，在移动接收条件下，在接收
55、条件差的情况下，例如，在移动接收条件下，只能接收只能接收QPSK信号部分。高优先级数据流信号部分。高优先级数据流DVB-T通过通过QPSK编码由两个标记比特表示，剩下的编码由两个标记比特表示，剩下的4个比特承载低个比特承载低优先级数据。优先级数据。v如果信号是扭曲的，最终的电视分辨率也能接收。如果信号是扭曲的，最终的电视分辨率也能接收。Unit25555v原文：原文：Multi-carriermodulationvSpecialmodulationschemesthatstandsomewhatapartfromtheothersaremulti-carriermodulation(MCM),
56、orthogonalfrequencydivisionmultiplexing(OFDM)orcodedOFDMstandardsIEEE802.11aandHiperLAN2.v译文：译文：多载波调制多载波调制v特殊的调制方式与其形式不同的代表有多载波调制特殊的调制方式与其形式不同的代表有多载波调制（MCM）、正交频分复用、和编码的正交频分复用，）、正交频分复用、和编码的正交频分复用，都应用在欧洲数字无线电系统都应用在欧洲数字无线电系统DAB和和WLAN标准的标准的IEEE802.11a和和HiperLAN2中的内容。中的内容。Unit25656vThemainattractionofMCM
57、isitsgoodISImitigationproperty.MCMsplitsthehighbitratestreamintomanylowerbitratestreams(seeFigure2.9),eachstreambeingsentusinganindependentcarrierfrequency.vMCM的主要影响力是其好的的主要影响力是其好的ISI延迟属性，延迟属性，MCM把高速比特流分割成许多低速比特流（见图把高速比特流分割成许多低速比特流（见图2.9），每个数据流用独自的载波频率传输。），每个数据流用独自的载波频率传输。Unit25757v原文：原文：If,forexamp
58、le,nsymbols/shavetobetransmitted,eachsubcarriertransmitsn/csymbols/swithcbeingthenumberofsubcarriers.Onesymbolcould,forexamplerepresent2bitsasinQPSK.DAB,forexample,usesbetween192and1536ofthesesubcarrier.ThephysicallayerofHiperLAN2andIEEE802.11auses48subcarriersfordata.v译文：译文：如果如果n表示传输间隔，每个子载波传输表示传输间
59、隔，每个子载波传输n/c个个间隔，其中间隔，其中c表示子载波的数目。一个间隔能承载如表示子载波的数目。一个间隔能承载如例例QPSK的的2比特。比特。DAB用用192到到1536之间的子载之间的子载波。波。HiperLAN2和和IEEE802.11a的物理层和使的物理层和使用用48的数据子载波。的数据子载波。Unit25858v原文：原文：Figure2.10showsthesuperpositionoforthogonalfrequencies.Themaximumofonesubcarrierfrequencyappearsexactlyatafrequencywhereallothersu
60、bcarriersequalzero.v译文：译文：图图2.10示出正交频率的叠加。副载波频率示出正交频率的叠加。副载波频率的最大值刚好出现在所有的子载波都为的最大值刚好出现在所有的子载波都为0的频率处。的频率处。Unit25959v原文：原文：Usingthisscheme,frequencyselectivefadingonlyinfluencessomesubcarriers,andnotthewholesignalanadditionalbenefitofMCM.Typically,MCMtransmitssymbols.Thishelpsthereceivertohandlemult
61、i-pathpropagation.v译文：译文：使用这种方式，频率选择性衰减并不会影使用这种方式，频率选择性衰减并不会影响所有的信号只是一些子载波，这也是响所有的信号只是一些子载波，这也是MCM的一的一个额外的好处。通常个额外的好处。通常MCM传输间隔的防卫间隔是传输间隔的防卫间隔是在单间隔和群间隔之间。这有助于接收机处理多在单间隔和群间隔之间。这有助于接收机处理多信道传输。信道传输。Unit26060v原文：原文：OFDMisaspecialmethodofimplementingMCMusingorthogonalcarriers.Computationally,thisisaverye
62、fficientalgorithmbasedonfastFouriertransform(FFT)formodulation/demodulation.Ifadditionalerror-controlcodingacrossthesymbolsindifferentsubcarriersisapplied,thesystemisreferredtoasCOFDM.v译文：译文：OFDM实现使用正交载波的实现使用正交载波的MCM的一种特殊的一种特殊方法。计算上，调制解调的基于快速傅里叶变换是一方法。计算上，调制解调的基于快速傅里叶变换是一种非常有效是算法。如果贯穿应用在不同子载波间隙种非常有效
63、是算法。如果贯穿应用在不同子载波间隙附加的错误控制编码，系统应当使用附加的错误控制编码，系统应当使用COFDM。Unit26161Unit2ModulationTechnologyTextBPCMPCM脉冲编码调制脉冲编码调制Unit26363v原文：原文：Pulse-codemodulation(PCM)isamethodusedtodigitallyrepresentsampledanalogsignals,whichwasinventedbyAlecReevesin1937.ItisthestandardfromdigitalaudioincomputersandvariousBlue-
64、ray,CompactDiscandDVDformats,aswellasotherusessuchasdigitaltelephonesystems.v译文：译文：1937年，年，AlecReeves发明了一种用数字信发明了一种用数字信号表示被抽样的模拟信号的方式，即脉冲编码调制号表示被抽样的模拟信号的方式，即脉冲编码调制（PCM）。对于数字电话、）。对于数字电话、DVD格式以及计算机的格式以及计算机的各种蓝光压缩光盘盒数字音频而言，各种蓝光压缩光盘盒数字音频而言，PCM是一种标准是一种标准形式。形式。Unit26464v原文：原文：APCMstreamisadigitalrepresent
65、ationofananalogsignal,inwhichthemagnitudeoftheanaloguesignalissampledregularlyatuniformintervals,witheachsamplebeingquantizedtothenearestvaluewithinarangeofdigitalsteps.v译文：译文：PCM数据流是模拟信号的数字表示，模拟数据流是模拟信号的数字表示，模拟信号的幅度被间隔规则抽样，每个样值被量化为信号的幅度被间隔规则抽样，每个样值被量化为数字量阶内最近的值。数字量阶内最近的值。Unit26565v原文原文：PCMstreamsha
66、vetwobasicpropertiesthatdeterminetheirfidelitytotheoriginalanalogsignal:thesamplingrate,whichisthenumberoftimespersecondthatsamplesaretaken;andthebitdepth,whichdeterminesthenumberofpossibledigitalvaluesthateachsamplecantake.v译文译文：PCM数字流有两个基本特性，抽样速率和比特深度，数字流有两个基本特性，抽样速率和比特深度，它们决定了原始模拟信号的保真度。抽样速率是单位时间
67、的它们决定了原始模拟信号的保真度。抽样速率是单位时间的采样数，而比特深度则决定了每个样值可能的数字编码位数。采样数，而比特深度则决定了每个样值可能的数字编码位数。Unit26666v原文：原文：PCMisdependentonthreeseparateoperations,sampling,quantizing,andcoding.vManydifferentschemesforperformingthesethreefunctionshaveevolvedduringrecentyears,andweshalldescribethemainones.Inthesedescriptionswe
68、shallseehowaspeechchanneloftelephonequalitymaybeconveyedasaseriesofamplitudevalues,eachvaluebeingrepresented,thatis,codedasequenceof8binarydigits.v译文：译文：PCM取决于三个单独的操作，即抽样、量化和编取决于三个单独的操作，即抽样、量化和编码。码。v近年来，能够完成这三个功能的许多不同的方案得到了发近年来，能够完成这三个功能的许多不同的方案得到了发展，我们在此将分析主要方案之一。在这些描述中，我们展，我们在此将分析主要方案之一。在这些描述中，我们将
69、会看到，电话质量的语音信道是如何通过一系列幅值来将会看到，电话质量的语音信道是如何通过一系列幅值来表示的，每一个幅值又是如何被编码成表示的，每一个幅值又是如何被编码成8位二进制数字序位二进制数字序列的。列的。Unit26767v原文：原文：Furthermore,weshallprovethataminimumtheoreticalsamplingfrequencyoforder6.8kilohertz(kHz)isrequiredtoconveyavoicechanneloccupyingtherange300Hzto3.4kHz.v译文：译文：此外，对于此外，对于300Hz到到3.4kHz
70、的语音信的语音信号，我们将会证明，最小理论抽样频率为号，我们将会证明，最小理论抽样频率为6.8kHz。Unit26868v原文：原文：Practicalequipment,however,normallyuseasamplingrateof8kHz,andif8-digitpersamplevalueareused,thevoicechannelbecomesrepresentedbyastreamofpulsewitharepetitionrateof64kHz.v译文：译文：但是，如果每个样值采用但是，如果每个样值采用8比特编码，实际比特编码，实际设备的抽样频率通常为设备的抽样频率通常为8
71、kHz，语音信道通过重，语音信道通过重复速率为复速率为64kHz的脉冲流来表示。的脉冲流来表示。Unit26969v原文：原文：Reexaminationofoursimpleexampleshowsusthatthespeechsignalofmaximumfrequency3.4kHzhasbeenrepresentedbyasignaloffrequencyof64kHz.However,ifonly4-digitspersamplevaluehadbeenused,thequalityoffrequencyoftransmissionwoulddrop,andtherepetition
72、rateofthepulseswouldbereducedto32kHz.v译文：译文：重新检查抽样值得出最大频率重新检查抽样值得出最大频率为为3.4kHz的的语语音信号音信号可以可以由频率为由频率为64kHz的信号的信号表示表示。然而，如。然而，如果样值仅为果样值仅为4位，传输质量会降低，并且脉冲的位，传输质量会降低，并且脉冲的重复重复速率速率会会降低降低为为32kHz。Unit27070v原文：原文：Thusthequalityoftransmissionisdependentonthepulserepetitionrate,andfordigitalcommunicationsystem
73、thesetwovariablesmaybeinterchangedmostefficiently.v译文：译文：因此脉冲重复率决定传输因此脉冲重复率决定传输质量质量，而且而且对对于于数字通信系统来说这两个数字通信系统来说这两个变量变量可以有效的互换。可以有效的互换。Unit27171v原文：原文：Digitaltransmissionprovidesapowerfulmethodforovercomingnoisyenvironments.v译文：译文：数字传输提供了一种克服噪声数字传输提供了一种克服噪声环境环境的的强有强有力的力的方法。方法。Unit27272v原文：原文：Noisecan
74、beintroducedintotransmissionpathinmanydifferentways:perhapsviaanearbylightingstrike,thesparkingofacarignitionsystem,orthethermallow-levelnoisewiththecommunicationequipmentitself.v译文：译文：传输信道中引入噪声的途径有很多：传输信道中引入噪声的途径有很多：可能可能附近附近的雷击，汽车点火系统的的雷击，汽车点火系统的火花火花，或者通信设，或者通信设备自身的备自身的低电平低电平热噪声。热噪声。Unit27373v原文：原文
75、：Itistherelationshipbetweentruesignalandnoisesignal,knownasthesignal-to-noiseratio,whichisofthemostinteresttocommunicationengineer.v译文：译文：真实信号和噪声信号之间有一定的关系，真实信号和噪声信号之间有一定的关系，比如信噪比，这是通信工程师最感兴趣的。比如信噪比，这是通信工程师最感兴趣的。Unit27474v原文：原文：Basically,ifthesignalisverylargecomparingtothenoiselevel,thenaperfectmes
76、sagetransmissionwilltakeplace;however,thisisnotalwaysthecase.v译文：译文：基本上如果信号比噪声电平高很多，基本上如果信号比噪声电平高很多，那么那么信息传输会信息传输会是是理想的，然而理想的，然而常常不是这样常常不是这样。Unit27575v原文：原文：Forexample,thesignalfromasatellite,locatedinfarouterspace,isveryweak,andisatalevelonlyslightlyabovethatofthenoise.Alternativeexamplemaybefoundw
77、ithinterrestrialsystemwhere,althoughthemessagesignalisstrong,soisthenoisepower.v译文：译文：例如，来自例如，来自宇宙宇宙的卫星信号非常微弱，仅的卫星信号非常微弱，仅比噪声电平稍微强比噪声电平稍微强一点一点。另一个例子是另一个例子是在地面系在地面系统中，统中，尽管信号很强，但是尽管信号很强，但是噪声噪声功率也很强功率也很强。Unit27676v原文：原文：Ifweconsiderbinarytransmission,thecompleteinformationaboutaparticularmessagewillal
78、waysbeobtainedbysimplydetectingthepresenceorabsenceofthepulse.v译文：译文：如果我们如果我们考虑考虑二进制传输二进制传输，有关一个特定，有关一个特定信号的完整信息信号的完整信息将通过简单的检测脉冲将通过简单的检测脉冲的的存在或存在或不存在而获得。不存在而获得。Unit27777v原文：原文：Bycomparison,mostotherformsoftransmissionsystemconveythemessageinformationusingtheshapes,orlevelofthetransmissionsignal;par
79、ametersthataremosteasilyaffectedbythenoiseandattenuation.v译文：经过比较，译文：经过比较，大多大多数数其他传输系统其他传输系统利用传输利用传输信号的波形或电平来信号的波形或电平来表达信息表达信息，这些参数是，这些参数是最易最易受噪声和衰减影响的受噪声和衰减影响的。Unit27878v原文：原文：Consequently,thereisaninherentadvantageforovercomingnoisyenvironmentbychoosingdigitaltransmission.v译文：因此译文：因此，克服噪声环境，克服噪声环境
80、是是数字传输数字传输的固有优的固有优势势。Unit27979v原文：原文：InFigure2.11,asinewave(redcurve)issampledandquantizedforpulsecodemodulation.Thesinewaveissampledatregularintervals,shownasticksonthex-axis.v译文：译文：图图2.11所示正弦波（红色曲线）经过脉冲所示正弦波（红色曲线）经过脉冲编码调制的抽样量化。正弦波以固定间隔进行抽编码调制的抽样量化。正弦波以固定间隔进行抽样，如样，如x轴的刻度轴的刻度所示所示。Unit28080Unit2Fig.2
81、.11 Sampling and quantization of a signal for 4-bit PCM8181v原文：原文：Foreachsample,oneoftheavailablevalues(ticksonthey-axis)ischosenbysomealgorithm.Thisproducesafullydiscreterepresentationoftheinputsignal(shadedarea)thatcanbeeasilyencodeasdigitaldataforstorageormanipulation.v译文：对每一次抽样译文：对每一次抽样的有效数值（的有效
82、数值（y轴的刻度）是轴的刻度）是由一些算法选择的由一些算法选择的。这这将将产生输入信号（阴影部产生输入信号（阴影部分）完分）完整整离散离散表示值表示值，这些数值很这些数值很容易容易编编码成为码成为数字信号数字信号来来存储或操作。存储或操作。Unit28282v原文：原文：Forthesinewaveexampleatright,wecanverifythatthequantizedvaluesatthesamplingmomentsare7,9,11,12,12,14,14,15,15,15,14,etc.Encodingthesevaluesasbinarynumberswouldresul
83、tinthefollowingsetofnibbles:0111,1001,1011,1100,1101,1110,1110,1111,1111,1111,1110,etc.v译文：译文：如右例中正弦波，我们可以验证在抽样时刻的如右例中正弦波，我们可以验证在抽样时刻的量化值是量化值是7,9，11,12,13,14,15,15,15,14,等等。等等。这些这些数数值值编编码成二码成二进进制制是是如下列所示的半字节：如下列所示的半字节：0111,1001,1011,1100,1101,1110,1110,1111,1111,1111,1110等。等。Unit28383v原文：原文：Thesedig
84、italvaluescouldthenbefurtherprocessedoranalyzedbyapurpose-specificdigitalsignalprocessororgeneralpurposeDSP.v译文：译文：这些数字这些数字化的化的数值数值接下来将由接下来将由一个特殊的一个特殊的数字信号处理器数字信号处理器或者或者通用通用DSP来处理或分析来处理或分析。Unit28484v原文：原文：SeveralPulseCodeModulationstreamscouldalsobemultiplexedintoalargeraggregatedatastream,generally
85、fortransmissionofmultiplestreamsoverasinglephysicallink.v译文：许多个译文：许多个脉冲编码调制数据流也能复脉冲编码调制数据流也能复用用成成一一个个更大的聚合数据流，更大的聚合数据流，通常仅在通常仅在一条物理一条物理链路链路中中传输传输多个数据流多个数据流。Unit28585v原文：原文：Onetechniqueiscalledtime-divisionmultiplexing,orTDM,andiswidelyused,notablyinthemodernpublictelephonesystem.v译文：其中一种技术称为译文：其中一种技
86、术称为时分复用或时分复用或TDM，被广被广泛应用，尤其在现代公用电话系统。泛应用，尤其在现代公用电话系统。Unit28686v原文：原文：AnothertechniqueiscalledFrequency-divisionmultiplexing,wherethesignalisassignedafrequencyinaspectrum,andtransmittedalongwithothersignalsinsidethatspectrum.v译文：译文：另一种是频分复用，信号另一种是频分复用，信号在一在一个频个频谱中被谱中被分配分配一个一个频率，频率，并与在那个频谱内的其他信号并与在那个频
87、谱内的其他信号一一起传输。起传输。Unit28787v原文：原文：Currently,TDMismuchmorewidelyusedthanFDMbecauseofitsnaturalcompatibilitywithdigitalcommunication,andgenerallylowerbandwidthrequirements.v译文译文;当前，当前，TDM的应用比的应用比FDM广泛，是因为它广泛，是因为它于于数字通信兼容性数字通信兼容性并且有较并且有较低带宽低带宽需需求。求。Unit28888v原文：原文：Therearemanywaystoimplementarealdevicet
88、hatperformsthistask.Inrealsystems,suchadeviceiscommonlyimplementedonasingleintegratedcircuitthatlacksonlytheclocknecessaryforsampling,andisgenerallyreferredtoasanADC(Analog-to-Digitalconverter).v译文：译文：实现这个任务的实际实施设备的方法有很实现这个任务的实际实施设备的方法有很多，在实际系统中，设备通常由单独的整合电路多，在实际系统中，设备通常由单独的整合电路缺乏必要的取样时间，通常使用像缺乏必要的取
89、样时间，通常使用像ADC（模数转（模数转换器）。换器）。Unit28989v原文：原文：Thesedeviceswillproduceontheiroutputabinaryrepresentationoftheinputwhenevertheyaretriggeredbyaclocksignal,whichwouldthenbereadbyaprocessorofsomesort.v译文：译文：这些设备在输出端产生由输入端输入的二这些设备在输出端产生由输入端输入的二进制代表数据，无论是否由时钟信号而触发，可进制代表数据，无论是否由时钟信号而触发，可以被工程师类的阅读。以被工程师类的阅读。Unit29090v作作业：1、本、本课的的扩展展阅读1-2段翻段翻译2、预习下一下一单元元课文文Unit29191Unit29292
