現代通信原理第十章——數字信號的載波傳輸

數字調制:以數字基帶信號作為調制信號厢拭。相比于模擬調制有著更好的抗干擾性能吩跋,更強的抗信道損耗,以及更好的安全性窖认。

調制的目的/作用:為了克服遠距離傳輸中的問題豫柬,保證通信效果告希。

數字調制的三種基本方式:幅度鍵控(Amplitude Shift Keying)、頻移鍵控(Frequency Shift Keying)和相移鍵控(Phase Shift Keying)烧给,分別用正弦波的幅度燕偶、頻率和相位來傳遞信號。二進制數字調制:調制信號為二進制數字信號础嫡,幅頻相只有兩種狀態(tài)杭跪。


二進制幅度鍵控(2ASK):載波幅度隨著調制信號(1/0)變化。頻譜寬度是二進制基帶信號的兩倍驰吓。

通斷鍵控(OOK):最簡單的形式涧尿,即載波在二進制調制信號1/0的控制下改變通斷狀態(tài)。

調制:2ASK的調制器可以用相乘器實現檬贰,對于OOK可以直接放個開關電路姑廉。

解調:有包絡檢波和相干解調兩種。由于被傳輸的信號只有1/0翁涤,所以可以用采樣判決電路完成(在每個信號間隔作出一次判決)桥言。


二進制頻移鍵控(2FSK):載波頻率隨著調制信號(1/0)變換,1對應載波頻率f_{1} ,0對應載波頻率f_{2}.2FSK已調信號可以看成是兩個載頻不同的ASK已調信號之和葵礼,所以頻帶寬度\Delta f=2B+\vert f_{2}-f_{1} \vert,B是基帶信號的帶寬号阿。

調制:①模擬信號調頻電路;②鍵控法:用二進制信號和它的反相分別控制兩個門電路鸳粉,以此對兩個載頻進行選通扔涧。

解調:①包絡檢波;②相干解調届谈;③過零檢測法:通過單位時間內信號經過零點的次數來衡量頻率的變化枯夜。


二進制相移鍵控(2PSK):載波相位隨著調制信號(1/0)變換,用0°/180°表示1/0.2PSK實際上是雙極性非歸零碼的雙邊帶調制(抑制了載波艰山,沒有直流分量)湖雹。而OOK是單極性非歸零碼的雙邊帶調制。

調制:①相乘法曙搬;②相位選擇法摔吏。解調:相干解調。


二進制差分相移鍵控(2DPSK):先對數字基帶信號進行差分編碼(由絕對碼變成相對碼)纵装,再進行絕對調相(利用載波相位的絕對數值傳遞信息)征讲。

解調:相干解調;差分相干解調搂擦。


匹配濾波器:輸出信噪比最大的濾波器稳诚,它的傳遞函數和信號頻譜的復共軛成正比。它的輸出信號波形和輸入信號的自相關函數成比例瀑踢。


多進制數字調制:可能發(fā)送的信號有M種扳还。除了幅頻相三種調制外才避,還可以把它們兩兩結合(比如幅相調制)。優(yōu)點:提高信息傳輸率氨距、頻帶利用率桑逝;缺點:實現上比較復雜。

多進制幅度鍵控(MASK):帶寬是2ASK的\frac{1 }{\log_2 M} 倍俏让,調制解調方法都相同楞遏。

多進制相移鍵控(MPSK):最常用的是4PSK,用正交調制首昔。也可以用脈沖插入法調制寡喝。(脈沖插入法:通過控制兩種推動脈沖的方法得到不同相位的載波。)解調:用兩個正交的載波信號相干解調勒奇。

多進制頻移鍵控(MFSK):用非相干解調预鬓,因為相干解調比較復雜。

多進制正交幅度調制(MQAM):正交調制赊颠、相干解調格二。


為什么要用恒包絡調制:因為已調信號往往要通過帶通濾波,限制帶寬之后就不是恒包絡了竣蹦。經過非線性放大器之后雖然能消除包絡上的起伏顶猜,但是信號的頻譜會被擴展,限帶就白限了痘括。

偏移四相相移鍵控(OQPSK):在正交調制時长窄,將正交路基帶信號相對于同相路基帶信號延時一個間隔≡洞纾可以減少包絡上的起伏抄淑。

最小頻移鍵控(MSK):能夠產生恒包絡和連續(xù)相位的信號。


高斯頻移鍵控(GFSK):調制之前通過一個高斯低通濾波器驰后。

高斯濾波最小頻移鍵控(GMSK):GSM系統(tǒng)所用的調制技術

正交頻分復用調制(OFDM):

殘留邊帶調制(VSB):

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