a101110tbtctdtet
图7－10 解图：2FSK相干解调器中各点波形
2．（南京邮电大学2008）2DPSK系统的载波频率为6000Hz，码元速率为3000B，已知发送的二进制序列为1001011。???0o表示“0”，???180o表示“1”。
（1）画出相应的2DPSK信号波形；
（2）试画出相干解调加码反变换法和差分相干法的解调器。
【问题分析】载波频率为6000Hz且码元速率为3000 Baud，意味着一个码元周期内包含两个正弦载波。???0o表示“0”，???180o表示“1”，意味着为传号差分，即“1”变“0”不变。
【问题解答】（1）2DPSK信号波形为：
1001011t
图7－11 解图：2DPSK信号波形
（2）相干解调加码反变换法框图如下：
e2DPSK(t)带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲码反变换器输出cos?ct
图7－12 解图：2DPSK相干解调加码反变换器原理框图
差分解调器框图参考图7－5，此处略。
思考题问题解答
7-1 什么是数字调制？它与模拟调制相比有哪些异同点？
【问题解答】用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号（已调信号）
的过程称为数字调制。 一般来说，数字调制与模拟调制的基本原理相同，二者都有调幅、调频、调相三种基本形式。但是模拟调制是对载波信号的参量进行连续调制，在接收端对载波信号的调制参量连续的进行估值；数字调制是对载波信号的参量进行离散调制，在接收端对载波信号的调制参量离散的进行估值。 【知识储备】数字调制是将数字信号通过载波调制成频带信号，其中数字信号控制载波的某个参量，而键控信号实现对载波参量的离散调制。
7-2 数字调制的基本方式有哪些？其时间波形上各有什么特点？ 【问题解答】数字调制技术有两种方法：（1）利用模拟调制的方法去实现数字式调制；即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理，其时间波形一般是连续的；（2）利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制，这种方法通常称为键控法，其时间波形有可能产生不连续现象。 【知识储备】数字调制技术分为振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）、移相键控（PSK ）。 7-3 什么是振幅键控？OOK信号的产生和解调方法有哪些？ 【问题解答】振幅键控(2ASK）：利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。
OOK信号也称为通-断键控，2ASK/OOK信号的产生方法通常有两种：模拟调制法（相乘器法）和键控法。具体实现如图7-13所示。2ASK/OOK信号的解调方法通常也有两种：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。具体实现如图7-14所示。
二进制不归零信号 乘法器 开关电路
e2ASK(t)e2ASK(t)cos?ct cos?ct (a)
（b） 图7－13 思考题7-3解图
s(t)e2ASK(t)带通滤波器 a 全波整流器 b 低通滤波器 c 抽样判决器 d输出 (a) 带通滤波器 相乘器 低通滤波器 定时脉冲 抽样判决器 输出 cos?ct (b)
图7－14 思考题7-3解图
7-4 2ASK信号传输带宽与波特率或基带信号的带宽有什么关系？ 【问题解答】2ASK信号传输带宽是基带信号带宽的两倍。
7-5 什么是频移键控？2FSK信号的产生和解调方法有哪些？
【问题解答】频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。 2FSK信号的产生方法有两种，一种是采用模拟调频电路来实现；另一种采用键控法来实现。 2FSK信号的解调方法：将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调，然后判决。具体的解调方法有非相干解调（包络检波）、相干解调（同步检测）、过零检测法、鉴频法和差分检测法。
【知识储备】2FSK信号的时域表达式为：
?Acos(?1t??n)e2FSK(t)???Acos(?2t??n)发送“1”时发送“0”时
7-6 2FSK信号相邻码元的相位是否连续变化与其产生方法有何关系？
【问题解答】2FSK信号的产生方法有两种，一种是采用模拟调频电路来实现，信号在相邻码元之间的相位是连续变化的；另一种采用键控法来实现，相邻码元之间的相位不一定连续。 7-7 相位不连续2FSK信号的传输带宽与波特率或基带信号的带宽有什么关系？ 【问题解答】相位不连续2FSK信号的传输带宽大于基带信号带宽的两倍。 7-8 什么是绝对相移？什么是相对相移？它们有何区别？ 【问题解答】以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对相移方式。利用前后相邻码元的载波相对变化传递数字信息，这种方法称为相对相移。相对相移信息可以看作是把数字信息序列绝对码变换成相对码，然后根据相对码进行绝对移相而成。
7-9 2PSK信号和2DPSK信号可以用哪些方法产生和解调？
【问题解答】2PSK信号和2DPSK信号产生方法有两种，模拟调制的方法和键控法。 2PSK信号可以用极性比较法、鉴相法解调，2DPSK信号可以用相干解调（极性比较法）加码反变换法、差分相干（相位比较）法解调。
它们都不能用包络检波法解调，因为它们是用相位而不是振幅来携带传送信息的。
7-10 2PSK信号和2DPSK信号的功率谱及传输带宽有何特点？它们与OOK的有何异同？ 【问题解答】2PSK信号和2DPSK信号的功率谱完全相同，频谱特性与2ASK的十分相似，功率谱密度同样由离散谱和连续谱组成，区别仅在于当P?1时，其谱中无离散谱（即载2波分量）。带宽也是基带信号带宽的2倍。
7-11 二进制数字调制系统的误码率与哪些因素有关？
【问题解答】二进制数字调制系统的误码率与调制方式、解调方式和信噪比有关。 7-12 试比较OOK系统、2FSK系统、2PSK系统和2DPSK系统的抗噪声性能。 【问题解答】OOK系统、2FSK系统、2PSK系统和2DPSK系统的抗噪声性能如下表所示。
调制方式解调方式相干解调（同步检测）误码率?r?1?erfc??4?2??带宽判决门限a22ASK2fs?a大信噪比时?2??2?小信噪比时n?r?r?1?41?erfc??4??2e非相干解调（包络检波）4??相干解调（同步检测）2FSK非相干解调（包络检波）2PSK相干解调2DPSK差分相干?r?1?erfc???2?2?1e2r?2f2?f1?2fs无2PSK2DPSK1erfc(r)21?re2表7－6 抗噪声性能比较 2fs0 7-13 2FSK与2ASK相比有哪些优势？
【问题解答】在相同的解调方式下，在误码率Pe相同的条件下，2FSK所需要的信噪比比2ASK小3dB。
7-14 2PSK与2ASK和2FSK相比有哪些优势？
【问题解答】在相同的解调方式下，在误码率Pe相同的条件下，2PSK所需要的信噪比比2FSK小3dB，比2ASK小6dB。
7-15 2DPSK与2PSK相比有哪些优势？
【问题解答】在相同的信噪比情况下，采用相干解调方式，2DPSK比2PSK的误码率减少一半，而且2DPSK还可以采用非相干解调方式。
7-16 何谓多进制数字调制？与二进制数字调制相比较，多进制数字调制有哪些优缺点？ 【问题解答】采用多种基带波形的数字调制称为多进制数字调制。 与二进制数字调制相比较，多进制数字调制的优缺点为： （1） 在相同传码率时，多进制比二进制传输的信息量大；
（2） 在相同传信率时，多进制比二进制传输的所需要的码率低，带宽窄；
（3） 在相同噪声情况下，多进制的抗噪声性能不如二进制好（MFSK系统除外）。
习题分析与解答参考
7-1 设发送的二进制信息为1011001，试分别画出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图，并注意观察其时间波形上各有什么特点？
【问题解答】OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图如图7-15解所示。
1011001OOK2FSK2PSK2DPSK
图7－15 题7-1解图
【知识储备】二进制基本调制方式的波形特点。
7-2 设某OOK系统的码元传输速率为1000B，载波信号为Acos(4??10t)： （1）每个码元中包含多少个载波周期？ （2）求OOK信号的第一零点带宽。
6Baud，则每个码元的长度为【问题解答】（1）由已知条件可知，码元传输速率RB?1000T?1?10?3s。 RB4??106?2?106Hz，可得载波周期为：载波信号的频率为fs?2?Ts?11??5?10?7s。 6fs2?10T10?3每个码元中包含的载波周期数为：??2000
Ts5?10?7