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数字调相

2015-3-24 09:16| 编辑:电工学习网| 查看: 34212| 评论: 0

    以基带数据信号控制载波的相位,称为数字调相,又称相移键控,简写为PSK。
    1. PSK信号及功率谱密度
    按PSK的基本定义可画出如图1所示数据信号与PSK信号的对应波形。图中1 (a)是信号序列;1 (b)是未调载波信号,1(c)为二相绝对调相信号,记为2PSK;1 (d)为二相对调相信号,或称差分调相信号,记为2DPSK。
   
    数字调相信号功率谱密度就是载波频率为fc的抑制载波的双边带谱,与抑制载波的2ASK功率谱相同,也是双边带带宽。
    2.二相调相信号的产生和解调
    (1) 2PSK信号的产生和解调
    图2(a)给出的是一种用相位选择法产生2 PSK信号的原理框图。
   
           图2 2PSK信号的产生和解调
    2PSK信号的解调存在一个问题,即2分频器电路输出存在相位不定性或称相位模糊问题。 当二分频器电路输出的相位为00或1800不定时,相干解调的输出基带信号就会存在0或1倒相现象,这就是二相绝对调相,即2PSK方式不能直接应用的原因所在。解决这一问题的方法就是采用相对调相,即2DPSK方式。
    (2)2DPSK信号的产生和解调
    ① 2DPSK信号的产生
    根据2DPSK信号和2PSK信号的内在联系,只要将输入的基带数据序列变换成相对序列,即差分码序列,然后用相对序列去进行绝对调相,便可得到2DPSK信号。
    ② 2DPSK信号的解调
    2DPSK的解调通常采用极性比较法,极性比较法是对2DPSK信号先进行2PSK解调,然后用码变换器将差分码变为绝对码。在进行2PSK解调时,可能会出现“1”,“0”倒相现象,但变换为绝对码后的码序列是唯一的,即与倒相无关。
    3.多相调相及频带利用率
    (1)四相调相
    四相调相,即4PSK,是用载波的四种不同相位来表征传送的数据信息。如前所述,在4PSK调制中,首先对输入的二进制数据进行分组,将二位数字编成一组,即构成双比特码元。k比特码元有2k种组合,即有2k种不同状态,故可以用m= 2k种不同相位或相位差来表示,对于k=2, 则m=22=4,故称为 四相调相。
    我们把组成双比特码元的前一信息比特用A代表,后一信息比特用B代表,并按格雷码排列,以便提高传输的可靠性。按国际统一标准规定,双比特码元与载波相位的对应关系有两种,称为A方式和B方式,它们的对应关系如表1所示,它们之间的矢量关系如图3所示。
          表1双比特码元与载波相位对应关系
   
    4PSK信号可采用调相法产生,产生4PSK信号原理图如图4 (a)所示。

             图4 4PSK信号产生原理图
    4PSK信号可用两路相干解调器分别解调,而后再进行并/串变换,变为串行码元序列,4PSK解调原理图如图5所示。
    
           图5 4PSK解调原理图
    (2)多相调相的频带利用率。
    多相调相的频带利用率为
        
    与MQAM方式的频带利用率是一样的,M越大,频带利用率越高,但多相调制时,M越大,已调载波的相位差越小,接收端在噪声干扰下越容易判错,使可靠性下降。
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