词条 | 数字调制 |
释义 | shuzi tiaozhi 数字调制(卷名:电子学与计算机) digital modulation 以数字信号作为调制信号的调制技术。一般采用正弦波作为载波,这种数字调制又称为载波键控。 键控 用电键进行控制,这是借用了电报传输中的术语。载波键控是以数字信号作为电码,用它对正弦载波进行控制,使载波的某个参数随电码变化。 根据正弦波受控参数的不同,载波键控可以分为三大类:移幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、移相键控(PSK)。它们分别是正弦波的幅度、频率、相位随着数字信号而变化,图为三种键控相应的波形和功率谱密度。从图中可以看出,移幅键控和移相键控的带宽比移频键控窄。 单位时间内的键控次数称为键控速率(又称符号速率,传输码元速率),其单位为波特(baud)。单位时间内所传输的信息量,称为信息速率(又称比特速率),其单位为比特/秒 (bit/s)。信息速率等于键控速率乘以键控信号所携带的平均信息量。 解调 最常用的解调方式是相干解调,它按以下几个步骤进行:①用参考载波与键控信号相乘,得到基带信号;②用低通滤波器(或积分器)对此基带信号过滤,以便最大限度地集中信号能量并滤除噪声;③对过滤后的基带信号进行采样和判决,并还原出形状规则的数字信号脉冲,这个过程也称为再生,适当选择低通滤波器的传输特性,使收信端的综合频域响应和发送信号的频谱满足共轭匹配关系,就可以在加性高斯白噪声信道上获得最小误码性能,这种解调称为最佳相干检测。在选择滤波器的响应时,应使收发综合响应满足奈奎斯特准则,或采取必要的均衡措施,以消除或克服码间干扰的影响(见基带传输)。 数字信号在传输过程中由于干扰、噪声和波形畸变的影响,可能产生误码。二进制数字信号在加性高斯白噪声信道上通过载波键控方式传输时,如果收信端采用最佳相干检测并消除码间干扰,则平均误码率Pe和归一化信噪比Es/N0的关系可以表示为 式中Es为单位码元的平均信号能量,N0为噪声谱密度,erfc(x)为互补误差函数,ρ为键控波形的互相关系数。对于移相键控,ρ=-1;对于移幅键控和移频键控,ρ=0。可以看出,为达到同样的误码率,移幅键控和移频键控所需的归一化信噪比等于移相键控的两倍。 实用数字调制 通信系统中采用的数字调制技术有以下四种。①四相移相键控(QPSK):采用四个对称的相位来传送两个二进制码元。它的频谱效率较高、抗干扰性较强,是数字卫星、数字微波和有线数传中的一种主要调制方式。②参差四相移相键控 (OQPSK)和最小移频键控(MFSK):前者是将四相键控的两个调制码元偏移半个码长,后者是将连续相位移频键控的移频指数定为0.5,它们是四相键控的派生形式。它们具有包络较恒定、非线性信道引起的频谱展宽较小等优点,比较适用于卫星信道。③八相移相键控(8PSK)、正交部分响应调制(QPRS)、16状态和64状态正交调幅(16QAM和64QAM):这是一些频谱效率很高、误码性能也较好的数字调制技术,它们主要用于中、大容量的数字微波接力通信系统。④连续相位调制(CPM)、受控调频(TFM)和高斯预滤波最小移频键控 (GMFSK):这是一些具有较好频谱效率和误码性能的数字调制技术,其主要特点是包络恒定,旁瓣很低,非线性信道引起的频谱展宽很小,可用于移动通信和卫星通信。 参考书目 樊昌信等:《通信原理》,国防工业出版社,北京,1980。 P.Z.Peebles,Communication System Principles,Addison Wesley Co., Reading, Mass., 1976. |
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