ASK,FSK和PSK

一、ASK,FSK和PSK 

数字信号只有有限个离散值,使用数字信号对载波进行调制的方式称为键控(Keying),分为幅度键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。

幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现,在数字信号为“1”时电路接通,此时信道上有载波出现;数字信号为“0”时电路被关断,此时信道上无载波出现。在接收端可以根据载波的有无还原出数字信号的“1”和“0“。调幅技术实现简单,但抗干扰性能较差,在数据通信中已经很少使用了。

频移键控是利用两个不同频率(f1和f2)的载波信号分别代表数字信号“1”和“0”,即用数字信号“1”和“0”来控制两个不同频率的振荡源交替输出。这种调制技术抗干扰性能好,但占用带宽较大,频带利用率低,主要用于低速Modem中。

用数字数据的值调制载波的相位,这就是相移键控。例如用180°相移表示“1”;用0°相移表示“0”。这种调制方式抗干扰性能较好,而且相位的变化还可以作为定时信息来同步发送机和接收机的时钟。码元只取两个相位值的叫2相调制,码元取4个相位值的叫4相调制。

所谓4相相对相移键控(4DPSK)是利用前后两个码元之间的相对相位变化来表示二进制数据,其变化规律如下图所示,实线和虚线分别代表两种不同的调制方案,码元信号分布在复平面的同心圆上。这样可以用一个码元代表两位二进制数,能提供较高的数据速率,但实现技术更复杂。

考察方式如图:

可以用数字信号对模拟载波的不同参量进行调制,下图所示的调制方式称为(14)

(14)A.ASK B.FSK C.PSK D.DPSK

(二)码元速率和载波速率的关系

对于二进制符号而言,一个码元可以包括只有一位的二进制数“1”、“0”,也可以包括两位的二进制数“00”、“01”、“10”、“11”,当然也可以包括三位甚至以上的二进制数。这个码元的持续时间长度就叫做码元周期T,而1秒中传输多少个码元也就是(1/T)个码元的个数就叫做码元速率也叫做波特率。 而对于在传输系统中,要表示一个码元需要多少个周期的载波信号,则其由(载波频率除于码元速率)决定。如下图,一个码元需要2个周期的载波信号表示

例题1

下图所示的调制方式是(17),若载波频率为2400Hz,则码元速率为(18)

(17)A.FSK B.2DPSK C.ASK D.QAM

(18)A.100 Baud B.200 Baud C.1200 Baud D.2400 Baud

【答案】B   C

【解析】

根据波形可以看出,这是一种差分编码,所以应选2DPSK。另外,每一位包含两个周期,如果载波频率为2400Hz,则码元速率就是1200波特。

(三)码元速率和信息速率的关系

对于比特率,也叫信息速率,其是码元速率乘上log2(M)的结果,这是信息理论的知识,你看一个码元中装的二进制位数越多就可以表示的东西越多,所以携带的信息量越大。

例题2:

下图所示的调制方式是(11),若数据速率为1kb/s ,则载波速率为(12)Hz。

 

  (11)A.DPSK B.BPSK C.QPSK D.MPSK

(12)A.1000 B.2000 C.4000 D.8000

【答案】A   B

【解析】

根据图形可知是以载波的相对初始相位变化来实现数据的传送,并且初始相位与前一码元的发生180度变化为二进制0,无变化为1.因此可知采用的调制技术为DPSK(差分相移键控)。对应的码元速率和二进制数据速率(比特率)相同,而载波速率为其两倍。

例题3:

在异步通信中,每个字符包含1位起始位、8位数据位、1位奇偶位和2位终止位,若有效数据速率为800b/s ,采用QPSK调制,则码元速率为(16)波特。

(16)A.600 B.800 C.1200 D.1600

【答案】A

【解析】

有效数据速率为800bps,因此可知传输速率为:1200bit/s。QPSK调制技术,4种码元,对应需要用二位二进制表示。因此每2位二进制表示一种码元,码元速率为二进制数据速率(比特率)的一半。

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