金陵科技学院学士学位论文 第三章 数字调制解调系统原理
从而产生二进制差分相位键控信号。
2DPSK信号可以采用相干解调方式(极性比较法)。其解调原理是：对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。 在解调过程中，若相干载波产生180°相位模糊， 解调出的相对码将产生倒置现象，但是经过码反变换器后，输出的绝对码不会发生任何倒置现象，从而解决了载波相位模糊度的问题。
2DPSK信号产生的方法如下：
图3-4-1 2DPSK信号调制器原理框图
3.4.2 DPSK数字解调原理
DPSK信号的解调方法之一是相干解调（极性比较法）加码反变换法。其解调原理是：对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再经码变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。在解调过程中，由于载波相位模糊性的影响，使得解调出的相对码也可能是“1”和“0”倒置，但经差分译码（码反变换）得到的绝对码不会发生任何的倒置的现象，从而解决了载波相位模糊性带来的问题。2DPSK的相干解调器原理框图如图3-4-2所示：
2DPSK信号的解调方法如下：
图3-4-2 2DPSK信号相干解调器原理框图
3.5 MSK数字调制解调系统
MSK信号时一种包络恒定、相位连续、带宽最小并且严格正交的2FSK信号。目前，
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MSK调制技术已应用在数字化轨道电路中。
3.5.1 MSK数字调制原理
MSK信号是一种相位连续、包络恒定并且占用带宽最小的二进制正交FSK信号。它的第k个码元可以表示为：
akπSk(t)?cos(ωstt ? kT) t ? φ k)((k ? 1 ) ? (3-8)
2T式中，?s?2?fs为视在角载频；ak=1或-1；T为第k个码元确定的初始相位。 由上式可以看出，当ak=1时，码元频率f1等于fs+1/4T；当ak=-1时，码元频率f0等于fs-1/4T。故f1和f0的距离等于1/2T。这是2FSK信号最小频率间隔。
MSK信号具有特点如下：1、MSK信号是正交信号；2、其波形在码元间是连续的；3、其包络是恒定不变的；4、其附加相位在一个码元持续时间内线性地变化??/2；5、调制产生的频率偏移等于?1/4THz；6、在一个码元持续时间内含有的载波周期数等于1/4的整数倍。
MSK正交表示法：
式(3-8)可以用频率为fs的两个正交分量表示。将式(3-8)进行三角公式变换，得到：
? pkcosπtcos?st?qksinπtsin?st((k?1)?t?kT)(3-9) S k(t)2T2T 式中
pk?cos?k??1,qk?akcos?k??1 (3-10)
式(3-9)表示，此MSK信号可以分解为同相分量(I)和正交分量(Q)两部分。 MSK信号的调制：
由式(3-8)可知，MSK信号可以用两个正交的分量表示。根据该式构成 的MSK信号的产生方框图如图 3-5-1所示。
MSK信号的产生方法如下：
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图3-5-1 MSK调制原理图
3.5.2 MSK数字解调原理
由于MSK信号是最小二进制FSK信号，所以它可以采用解调FSK信号的相干法和非相干法解调，如图3-5-2所示。这种解调方法由于利用了前后两个码元的信息对于前一个码元作判决，故可以提高数据接收的可靠性。图中两个积分判决器的时间长度均为2T，但是错开时间T。上支路的积分判决器先给出第2i个码元输出，然后下支路给出第（2i+1）个码元输出。
MSK信号的解调方法如下：
图3-5-2 MSK信号的解调原理图
3.6 QAM数字调制解调系统
QAM是一种振幅和相位联合键控。相位键控的带宽和功率占用方面都具有优势，在
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QAM体制中，信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到控制。
3.6.1 QAM数字调制原理
正交振幅调制是一种多进制混合调幅调相的调制方式，4QAM 就是QPSK，8QAM和16QAM的信号分布如图3-6-1所示，这种分布图称为星座图。
图3-6-1 QAM信号的星座图
从图3-6-1可以看出，8QAM用8个点的星座的位置来代表八进制的8种数据信号，这8个点的相位各不相同，而振幅只有两种。16QAM用16个点的星座的位置来代表十六进制的16种数据信号，它有12种相位，3种振幅。
QAM信号的数学表达式为：
S(t)??ang(t?nT)cos(?ct)-?bng(t?nT)sin(?ct)
??Ang(t?nTs)cos(?ct??n)n
式中，An?只要令：
就可以实现QAM信号了。
QAM信号的产生方法如下：
22nn(3-11)
an?bn，?n?arctan(bn/an),g(t?nT)是宽度为T的脉冲信号。
I(t)??ang(t?nT)n (3-12) Q(t)??bng(t?nT)n15