更新时间:2022-10-25 08:02
通信接收端从已调高频信号中恢复出原始数字基带信号时,采用的非相干解调方式,相对于相干解调方式,是指不需要提取载波信息的一种解调方法。通常来说,非相干解调方法,电路简单,实现容易,但是相较相干解调方法,其性能略有损失。
在通信系统中,接收端需要从被调制的高频信号中恢复出原来的数字基带信号,就需要对接收信号进行解调。数字调制方式分为,振幅键控ASK,频移键控FSK,相移键控PSK。
基本原理都是使用载波信号与数字基带信号相作用(不同的调制方式,计算公式不同),在发送的输出端得到了已经被调制的高频信号,而在接收端要恢复出原来的数字基带信号,就需要解调,有两种解调方式,相干解调和非相干解调方式。相干解调——载波同频同相,
非相干解调——载波同频。
所谓非相干解调,即不需要提取载波信息(或不需恢复出相干载波)的一种解调方法。非相干解调是解调方法的一种,是相对相干解调而言。
2ASK非相干解调方框图如图1所示。
带通滤波器的作用是使2ASK信号完整地通过,经包络检波器后,输出其包络。低通滤波器的作用是滤除高频杂波,使基带信号(包络)通过。抽样判决器包括抽样、判决及码元形成,经抽样、判决后将码元再生,即可恢复出数字序列。定时抽样脉冲(位同步信号)是很窄的脉冲,通常位于每个码元的中央位置,其重复周期等于码元的宽度。
2FSK信号的解调
2FSK信号同样有两种基本的解调方法,即非相干解调(包络检波法)与相干解调(如同步检测法)。但是,由于从FSK信号中提取载波较困难,多采用非相干解调的方法,如鉴频法、分路滤波包络检波法、过零点检测法等。
1.分路滤波包络检波法
分路滤波包络检波法方框图如图2所示。
分路滤波包络检波法的缺点是频带利用率低,但实现比较容易,主要用于解调相位不连续的FSK信号。
2.过零点检测法
过零点检测法的基本思想是:2FSK信号的过零点数随不同的载波而异,即频率高则过零点数目多,频率低则过零点数目少,因此通过检测过零点数目可以判断载波的异同。过零点检测法方框图如图3所示。
过零点检测法广泛应用于数字调频系统中,可用于解调相位连续或相位离散的FSK信号。
2PSK信号的非相干解调
2PSK通常采用相干解调方法,但是容易出现“倒π”现象。因此采用了2DPSK调制方式,但是其差分相干解调的抗白噪声性能比2PSK差。
2PSK绝对相移方式用载波的不同相位直接表示数字信息,则已调信号波形中,代表原始数字信息的代码发生跳变时,会出现两相邻反相的波峰/波谷,代码未跳变时,则不出现相位跳变。因此,可采用非相干解调方法,即通过检测两相邻反相波峰(谷)出现情况来解调出原始数字信息。2PSK非相干解调原理如图4所示。
2PSK信号采用非相干解调法解调时,较好地克服了2PSK相干解调法解调时的“倒π”现象,实现较简单,无需恢复载波,同时和2DPSK相比不需要在调制时进行码变换。
相干解调必须要恢复出相干载波,利用这个相干载波和已调信号作用,得到原始数字基带信号,而这个相干载波与原来发送端调制数字基带信号的载波信号是同频同相的。
非相干解调不需要恢复出相干载波,所以比相干解调方式要简单。
相干解调是指利用乘法器,输入一路与载波相干(同频同相)的参考信号与载波相乘。
因此相干解调需要接收机和载波同步。
而非相干解调不使用乘法器,不需要接收机和载波同步。
综上,非相干解调,在解调时不需要提取载波信息来进行解调;实现效果不太好,但电路简单容易实现。
相干解调,在解调时首先要通过锁相环提取出载波信息,通过载波信息与输入信息来解调出信号;实现的质量好,但电路复杂,难以实现,需要同步解调信号。
非相干解调是通信原理一种重要的解调方法,无论是在模拟系统和数字系统中都非常重要。
非相干解调的优点是可以较少地考虑信道估计甚至略去,处理复杂度降低,实现较为简单,但相比相干解调方法的性能下降,从定量角度来看,普遍的结果是非相干解调性能比相干解调差3dB。