17、多进制数字调制系统

★1. MASK基本原理：波形、带宽、特点。 ★2. MFSK基本原理：系统框图、带宽。 ★★3. MPSK基本原理

? QPSK、QDPSK直接调相法原理；——能根据给定的实现框图画出矢量图； ? QDPSK的实现原理及解调原理；

? QPSK/QDPSK的波形。——能根据给定10序列，画出QPSK/QDPSK的波形

第六章 模拟信号的数字传输

1、模拟信号数字化过程包括三个步骤：抽样、量化和编码。

抽样信号

抽样信号

量化信号

011 100 100 011 011 100 100 编码信号

t

2、模拟信号抽样、量化、编码过程。 （1）模拟信号首先被抽样。（通常抽样是按照等时间间隔进行的，）模拟信号被抽样后，成为抽样信号，它在时间上是离散的，但其取值仍然是连续的，是离散模拟信号。

（2）第二步是量化。量化的结果使抽样信号变成量化信号，其取值的离散的，所以量化信号是数字信号。

（3）第三步是编码。最基本和最常用的编码方法是脉冲编码调制（PCM），它将量化后的信号变成二进制码元。 ★★3、抽样定理：设一个连续模拟信号m(t)中的最高频率fm < fH，则以间隔时间为T ? 1/2fH的周期性冲激脉冲对它抽样时，m(t)将被这些抽样值所完全确定。

fs?2fH4、恢复原信号的条件是：

即抽样频率fs应不小于fH的两倍。这一最低抽样速率2fH称为奈奎斯特速率。与此相应的最小抽样时间间隔称为奈奎斯特间隔。

k（5、此带通模拟信号所需最小抽样频率fs等于：

fs?2B(1?) 式中，B － 信号带宽； n n － 商(fH / B)的整数部分，n =1，2，…； k － 商(fH / B)的小数部分，0 < k < 1。——记住公式）

6、周期性脉冲序列有4个参量：脉冲重复周期、脉冲振幅、脉冲宽度和脉冲相位（位置）

7、3种脉冲调制：

（1）脉冲振幅调制(PAM) （2）脉冲宽度调制(PDM) （3）脉冲位置调制(PPM)

8、量化分为：

（1）均匀量化：抽样值区间是等间隔划分的； （2）非均匀量化：抽样值区间是非均匀划分的。

9、对于给定的信号最大幅度，量化电平数越多，量化噪声越小，信号量噪比越高。

S010、平均信号量噪比为

?M2 Nq——M为量化电平数

或写成

?S0??N?q???20lgM??dBdB

——量化器的平均输出信号量噪比随量化电平数M的增大而提高。

11、对与均匀量化，当信号小时，信号量噪比也小，所以均匀量化器对于小信号很不利，为改善小信号时的信号量噪比，在实际应用中常采用非均匀量化。

★★12、脉冲编码调制（PCM）：把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程：

13、PCM系统中的噪声有两种：量化噪声和加性噪声。 14、PCM系统的输出信号量噪比：

S?M2?22N

Nq

——PCM系统的输出信号量噪比仅和编码位数N有关，且随N按指数规律增大。

PCM系统的原理方框图 （要掌握）

模拟信号 抽样保持 量 化 编 码 PCM信号 输 出

冲激脉冲

(a) 编码器

PCM信号 输 入

PCM解码 低通滤波 滤波 模拟信号 输 出

(b) 译码器

例子：对PCM30/32路基群系统，若抽样后均匀量化级数为N＝256，同步信号已包含在编

码内，问每帧宽度为多少？路时隙为多少？信息传输速率为多少bps？

答：PCM30/32路基群系统的抽样速率为8000次/秒，则每帧宽度为125微妙，其路时隙

为125/32＝3.9微秒，当均匀量化级数为N＝256时，信息传输速率为

32?8256??2048kbps

125125

第七章 同步系统

同步的概念及分类（研究内容）： 7.2 载波同步技术 7.3 位同步技术 7.4 群同步技术

★★1、载波同步技术

1）直接法（自同步法）——同相正交环法（科斯塔斯环）

2）插入导频法（外同步法）

——DSB、VSB信号中插入导频； ——时域插入导频法

2、载波同步系统的性能指标：2个

? 精度： 精度是指提取的同步载波与载波标准比较，它们之间的相位误差大小。 1）稳态相位误差：当利用窄带滤波器提取载波时，假设所用的窄带滤波器为一简单单调谐回路，其Q值一定。那么，当回路的中心频率ω0与载波频率ωc不相等时，就会使输出的载波同步信号引起一稳态相差Δφ。

?????2Q

?0Q值越高，所引起的稳态相差越大。

2）随机相位误差：正弦波加上随机噪声

??n0?f02??12r?其中：f0回路的中心频率，A接收信号幅度。 n2A2?Q可见：滤波器的Q值越高，随机相位误差越小。

? 同步建立时间和保持时间——这两个参数对Q值的要求是矛盾的。

3、位同步技术

插入导频法：部分响应系统的插入导频法 自同步法：具体又可分为滤波法和锁相法。

4、位同步系统的性能指标

?e?360?n1）相位误差θe：

——随着n的增加，相位误差θe将减小。

2）同步建立时间ts： ts?2Tb?N?nTb——使同步建立时间ts减小，要求选用较小的n。

13）同步保持时间tc： tc??F22F0?K?F0

5、群同步技术——前提：已实现位同步

任务：识别出数字信息群的起止时刻，或者说给出每个群的 “开头”和“末尾”时刻。 重点：外同步——

外同步：在数字信息流中插入一些特殊码字作为每个群的头尾标记，接收端据其位置实现群同步。

1）连贯式插入法：在每群的开头集中插入群同步码字的同步方法。

同步码字－－特殊码字：首先应该具有尖锐单峰特性的局部自相关特性； 其次这个特殊码字在信息码元序列中不易出现以便识别； 最后群同步识别器需要尽量简单。

★——最常用的群同步码字，就是“巴克码”

1）巴克码： 一种具有特殊规律的二进制码字： 若一个n位的巴克码{x1, x2, x3,…, xn}，

n?j当j?0?n每个码元xi 只可能取值+1或-1， R(j)??xx??i?1ii?j则它的局部自相关函数必然满足条件： ?0,?1,?1当0?j?n2）巴克码识别器——判决门限电平

2）间歇式插入法： 将群同步码字分散地插入道信息之中，即每隔一定数量的信息码元，插入一个群同步码字。

★ 逐码移位法的基本原理：由位同步脉冲经过n次分频以后的本地群码与接收到码元中间歇式插入的群同步码进行远码移位比较，使本地群码与发送来的群同步码同步。

6、群同步系统的性能指标

对于群同步系统而言，我们希望其建立的时间要短、建立同步以后应该具有较强的抗干扰能力。用以下三个性能指标来表示。

1）漏同步概率P1： 同步码字中一些码元发生错误，从而使识别器漏识别已发出的群同步码字； mn?rrr P?1?Cp1?p1nr?1

假同步概率P2： 在信息码中也可能出现与所要识别的群同步码字相同的码字，这时识别器

m会把它误认为群同步码字： ?nrP2?2?Cn r?0群同步平均建立时间ts ：

连贯式群同步平均建立时间： ts?1?P1?P2?N?Tb

间歇式插入法平均建立时间： t s?N2Tb

群同步的保护

连贯式插入法中的群同步保护——原理理解 间歇式插入法中群同步的保护——原理理解

同步方面的补充

1、在数字通信系统中 2、在接收设备中需要有载波同步电路与接收信号的载波严格地同频同相。 3

善提取出的载波的性能。 4

平方后的接收信号中包含2倍载频的频率分量。所以将此2倍频分量用窄带滤波器滤出后再

??????带滤波器。这样构成的载频提取电路称为平方环。 5 1 2 6

分为开环同步法和闭环同步法两种。 7

R(0)=n,而在其他出的自相关函数R(j)的绝对值均不大于1.这就是说凡是满足

上式的码组就称为巴克码。