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1、 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-1第5节 二进制数字调制原理-2DPSK 第第 七七 章章 数数 字字 带带 通通 传传 输输 系系 统统主要内容：主要内容：7.17.1 数字带通传输系统概述数字带通传输系统概述7.2-5 7.2-5 二进制数字调制原理二进制数字调制原理-2ASK-2ASK、2FSK2FSK、2PSK2PSK、2DPSK2DPSK7.6 7.6 二进制数字调制系统的抗噪声性能二进制数字调制系统的抗噪声性能7.7 7.7 二进制数字调制系统的性能比较二进制数字调制系统的性能比较7.8-9 7.8-9 多进制数字调制系统多进制数字调制系统-MASK-MASK和和MFSK
2、MFSK、QPSKQPSK和和QDPSKQDPSK7.10-11 7.10-11 新型数字带通调制技术新型数字带通调制技术- -正交振幅调制正交振幅调制QAM QAM 、最小移频键控、最小移频键控MSKMSK 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-2第5节 二进制数字调制原理-2DPSK2DPSK 信号的表示、时间波形信号的表示、时间波形2DPSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度 2DPSK 信号的调制原理信号的调制原理2DPSK 信号的解调信号的解调7.5二进制数字调制原理二进制数字调制原理-2DPSK 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-3第5节 二进制数字调制原理-2DPSKpPS
3、K信信号号相相干干解解调调中中，要要求求发发端端与与收收端端的的载载波波基基准准相相位位必必须须完完全全相相同，否则会造成错误。同，否则会造成错误。p而而实实际际系系统统中中，接接收收端端载载波波基基准准相相位位可可能能发发生生随随机机跳跳变变，系系统统可可能能由由于于某某种种突突然然骚骚动动发发生生状状态态转转移移，使使恢恢复复的的相相干干载载波波产产生生180倒倒相相，解解调调出出的的数数字字基基带带信信号号将将与与发发送送的的数数字字基基带带信信号号正正好好是是相相反反，解解调调器器输输出出数数字字基基带带信信号号全全部部出出错错。这这种种现现象象通通常常称称为为“倒倒”现现象象或或18
4、00相位模糊相位模糊或或“反向工作反向工作”现象现象。因此。因此2PSK方式在实际中很少采用方式在实际中很少采用“倒倒”现象现象p为了解决为了解决PSK信号解调过程的反向工作问题，提出了差分相移键控信号解调过程的反向工作问题，提出了差分相移键控DPSK-Differential Phase Shift Keying,在实际中采用的是在实际中采用的是DPSK。 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-4第5节 二进制数字调制原理-2DPSK2DPSK信号的信号的定义定义u用前后相邻码元的载波用前后相邻码元的载波相对相位变化相对相位变化来表示数字信息。来表示数字信息。u假设前后相邻码元的假设前后相
5、邻码元的载波相位差载波相位差为为，可定义一种数字信息与，可定义一种数字信息与之间的关系为：之间的关系为： 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-5第5节 二进制数字调制原理-2DPSKan101(绝对码绝对码)n0(初始设定初始设定)1801800bn0(初始设定初始设定)110(相对码相对码)2DPSK时间时间波形波形：设：设RB=1200Baud，fc=3600Hz，此时，此时Ts=3Tc 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-6第5节 二进制数字调制原理-2DPSK差分码差分码-相对码相对码采采用用差差分分码码做做为为传传送送代代码码可可以以消消除除设设备备初初始始状状态态的的影影响
6、响，在在相相位位调制系统中用于解决调制系统中用于解决载波相位模糊载波相位模糊问题。问题。 an:输入码输入码-绝对码绝对码差分码差分码差分码差分码+绝对相移绝对相移=相对相移相对相移-相对码相对码差分码差分码+2PSK=2DPSK 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-7第5节 二进制数字调制原理-2DPSK二进制数字信息二进制数字信息1101001110(绝对码绝对码an)2PSK信号相位：信号相位：00002DPSK信号相位：信号相位：(0)00000(0)1001110100(相对码相对码bn)相对移相相对移相=码变换（绝对码变为相对码）码变换（绝对码变为相对码）+绝对移相绝对移相an
7、bn-1 bn 码变换器：码变换器：码反变换器：码反变换器：an=bnbn-1初始相位初始相位一般设为一般设为0bn=anbn-1 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-8第5节 二进制数字调制原理-2DPSK码变换器码变换器码反变换器码反变换器an=bnbn-1bn=anbn-1 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-9第5节 二进制数字调制原理-2DPSK2DPSK信号的表示信号的表示2DPSK信号的表达式与信号的表达式与2PSK的形式应完全相同，的形式应完全相同，所不同的只是所不同的只是s(t)信号表示的是差分码数字序列信号表示的是差分码数字序列bn。 通信原理第七章 数字带通传输系
8、统7-5-10第5节 二进制数字调制原理-2DPSKA方式方式参考相位参考相位0B方式方式参考相位参考相位/2-/2在在2PSK中，相位是绝对相位中，相位是绝对相位n；参考相位是未调载波的相位；参考相位是未调载波的相位；在在2DPSK中，相位是相对相位中，相位是相对相位n；参考相位是前一码元载波的相位；参考相位是前一码元载波的相位2PSK和和2DPSK信号矢量图信号矢量图 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-11第5节 二进制数字调制原理-2DPSK例例:当码元宽度当码元宽度TB =载波周期载波周期Tc 时，时，2PSK和和2DPSK信号的波形信号的波形10110010初相初相180初相初
9、相1101110绝对码绝对码an相对码相对码bn 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-12第5节 二进制数字调制原理-2DPSK2DPSK 信号的表示、时间波形信号的表示、时间波形2DPSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度 2DPSK 信号的调制原理信号的调制原理2DPSK 信号的解调信号的解调7.5二进制数字调制原理二进制数字调制原理-2DPSK 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-13第5节 二进制数字调制原理-2DPSK2DPSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度-与与2PSK相同相同bn=anbn-1P2DPSK(f)=P2PSK(f)(“0”和和“1”符号等概时）符号等概时）
10、通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-14第5节 二进制数字调制原理-2DPSK2DPSK信号的功率谱密度示意图信号的功率谱密度示意图-2 fbfcfbfcfcfbfc+2 fbOfc-2 fbfcfbfc+2 fbfcfbfcfP2DPSK( f )连续谱由基带信号波形决连续谱由基带信号波形决定定2DPSK信号信号e2DPSK(t)的功率谱密度的功率谱密度Ps(f)后后-左移、右移到载频左移、右移到载频fc处处-P2DPSK(f)(“0”和和“1”符号等概时）符号等概时） 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-15第5节 二进制数字调制原理-2DPSKv功功率率谱谱是是双双极极性性基基带
11、带脉脉冲冲频频谱谱的的搬搬移移，不不是是单单极极性性基基带带脉脉冲冲频频谱谱的的搬搬移移，双双极极性性是是单单极极性性经经码码变变换换得得来来的的，所所以以2DPSK信信号号不不是线性变换，而是非线性变换是线性变换，而是非线性变换,属于非线性调制。属于非线性调制。v功功率率谱谱一一般般情情况况下下由由离离散散谱谱和和连连续续谱谱所所组组成成，当当“1”和和“0”符号出现概率相等时，则不存在离散谱。符号出现概率相等时，则不存在离散谱。v带宽是基带信号波形带宽的两倍带宽是基带信号波形带宽的两倍,即即B2DPSK=2B基基=2fB。v传码率传码率RB=fB(Baud)，故频带利用率为，故频带利用率为
12、2DPSK信号功率谱密度特点信号功率谱密度特点-与与2PSK相同相同 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-16第5节 二进制数字调制原理-2DPSK2DPSK 信号的表示、时间波形信号的表示、时间波形2DPSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度 2DPSK 信号的调制原理信号的调制原理2DPSK 信号的解调信号的解调7.5二进制数字调制原理二进制数字调制原理-2DPSK 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-17第5节 二进制数字调制原理-2DPSK2PSK调制器原理框图调制器原理框图(a) 模拟调制法模拟调制法2DPSK调制原理调制原理s(t)码型变换码型变换差分码差分码bn乘法器乘法器
13、e2DPSK(t)cosw ct双极性双极性NRZbn=anbn-1绝对码绝对码an绝对相移绝对相移2PSK差分码差分码+2PSK=2DPSK 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-18第5节 二进制数字调制原理-2DPSK2DPSK调制器原理图调制器原理图(b)键控调制法键控调制法bn2DPSK调制原理调制原理 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-19第5节 二进制数字调制原理-2DPSK2DPSK 信号的表示、时间波形信号的表示、时间波形2DPSK信号的功率谱密度信号的功率谱密度 2DPSK 信号的调制原理信号的调制原理2DPSK 信号的解调信号的解调7.5二进制数字调制原理二进制数
14、字调制原理-2DPSK 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-20第5节 二进制数字调制原理-2DPSKv相干解调相干解调(同步检测法同步检测法)。v非相干解调非相干解调(差分相干解调法差分相干解调法)2DPSK的解调的解调 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-21第5节 二进制数字调制原理-2DPSK2DPSK信号相干解调器原理框图信号相干解调器原理框图相干解调相干解调(同步检测法同步检测法)与与2PSK相干解调相同相干解调相同an=bnbn-1绝对码绝对码an差分码差分码bn恰好使恰好使2DPSK信号信号完整地通过完整地通过 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-22第5节 二进制
15、数字调制原理-2DPSK2DPSK信号相干解调各点时间波形信号相干解调各点时间波形相对码相对码bn0011011绝对码绝对码an判别规则判别规则正正-0负负-1 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-23第5节 二进制数字调制原理-2DPSK差分相干解调法差分相干解调法(非相干解调非相干解调)2DPSK信号差分相干解调原理图信号差分相干解调原理图差分差分相干解调过程是输入已调信号相干解调过程是输入已调信号本码元本码元与与前一码元前一码元进行进行极性极性(相位）相位）比较比较的过程。的过程。极性相同极性相同-0，极性不同，极性不同-1恰好使恰好使2DPSK信号信号完整地通过完整地通过本码元本码
16、元bn截止频率与基带数字信号截止频率与基带数字信号的最高频率相等的最高频率相等前一码元前一码元bn-1极性相同极性相同-输出高电平输出高电平-0极性不同极性不同-输出低电平输出低电平-1 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-24第5节 二进制数字调制原理-2DPSK2DPSK信号差分相干解调各点时间波形信号差分相干解调各点时间波形带通滤波器a相乘器c低通滤波器dbe抽样判决器定时脉冲延迟 TBDPSK信号判别规则判别规则正正-0负负-1 通信原理第七章 数字带通传输系统7-5-25第5节 二进制数字调制原理-2DPSKv由由于于差差分分相相干干解解调调方方式式在在解解调调的的同同时时完完成成了了码码反反变变换换作作用用，故故解调器中解调器中不需要码反变换器不需要码反变换器。v差差分分相相干干解解调调方方式式不不需需要要专专门门的的相相干干载载波波，是是一一种种非非相相干干解解调调方法。方法。v差分相干解调方式差分相干解调方式需要严格延时需要严格延时TS。v2DPSK系系统统是是一一种种实实用用的的数数字字调调相相系系统统，但但其其抗抗加加性性白白噪噪声声性能比性能比2PSK略差。略差。
