现代通信技术-数字微波通信
现代通信技术简介
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历史：
1492年哥伦布发现了新大陆，但派他去探险的西班 牙皇后半年后才得此消息。然而，在1969年7月20日美 国“阿波罗” l1号把人类第一次送上月球时，仅在1.3 s 内，这一振奋人心的消息就传遍了全世界。自20世纪50 年代以来，半导体技术和电子计算机技术的迅速发展，开 创了现代通信技术的新纪元。那么，现代通信技术包含哪 些技术？现代通信手段有哪些？
三、GPS全球定位系统
GPS是 “全球定位系统”。它由人造卫星、地面监 控系统以及用户手中具有接收和发送功能的仪器三部分组 成。使用全球定位系统时，人造卫星、地面监控系统和用 户手中的接收器确定用户在地球上所处的相对位置，并将 结果返回给用户，这样用户就可以知道自己所处的位置了。
信息化是社会发展的必然趋势，而光通信和光网络则 是未来通信网的必然选择。目前通信领域有三个发展趋势： 一是无线通信；二是通信网络，尤其是因特网的具体应用； 三是光网络的基础建设，可以使网络速度更快、容量更高、 使用更方便、价格更便宜。
3. 移动通信 移动通信又称无线通信，如随身携 带的对讲机 、移动电话等。移动通信使用的无线电波频率 一般在1～40 GHz之间(属微波段)。目前，常用的有无线 寻呼系统、蜂窝式移动电话通信系统等无线通信系统。
通信卫星按运行轨道分为同步轨道通信卫星和低轨道通 信卫星。同步轨道通信卫星是在地球同步轨道上运行的。 因为与地球的运转同步，所以在地球上任何一点看到的通 信卫星都是相对静止的。
2. 光纤通信 激光在光导纤维中传输有两大特点： 一是能量损失极少；二是带频极宽。用很小的功率(大约几 个毫瓦)的激光源，以一根很细(直径为二万分之一米以下， 比头发丝还细)的光导纤维为信道, 就可以传输几千几万路 的电话。
社区工作者专项知识
社区工作者专项知识信息技术-通信技术一、信息技术-通信技术介绍现代通信技术包括数字程控交换技术、综合业务数字通信网技术、光纤通信技术和数字微波、卫星通信技术等。
5G定义:第五代移动通信技术优点:5G和4G相比，传输速率更快、网络带宽更高，呈现高可靠、低时延、低功耗的特点涉及领域:虚拟现实、超高清视频、无人驾驶、智能制造、智慧城市等量子通信定义:量子是光子、质子、中子、电子、介子等基本粒子的统称，是能量的最基本携带者。
量子通信是利用量子力学原理对量子态进行操控的一种通信形式，可以有效解决信息安全问题优点:保密性高，因量子具有测量的随机性和不可复制的特性，几乎不可能被破译涉及领域:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等物联网定义:通过射频识别(RFID)红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管物联网理的一种网络。
物联网就是“物物相连的互联网”应用:商品条形码、二维码、rfID光纤通信定义:利用光波在光导纤维中传递各种信息。
光纤是用石英玻璃制造的优点:①通信容量大;②传输损耗低;③经济、轻便;④抗干扰能力强;⑤保密性能好二、信息技术-通信技术相关习题目前，通信用光纤的纤芯和包层构成的材料绝大多数是( )。
A.多成分玻璃B.石英和塑料C.石英D.塑料【参考答案】C第一次科技革命及其成果第一次科技革命(工业革命)开始于18世纪60年代,以牛顿力学体系为基础，始于纺织工业，并依靠蒸汽机的改良和使用，使人类社会进入了蒸汽时代。
第一次科技革命是技术发展史上的一次巨大革命，它开创了以机器代替手工劳动的时代。
这不仅是一次技术改革，更是一场深刻的社会变革。
第一次科技革命成果:1765年英国哈格里夫斯发明珍妮纺纱机1765-1787年英国瓦特改良蒸汽机，并用作纺纱机的动力1777年法国拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，并正式确立质量守恒定律1800年意大利伏特发明伏特电堆，英国赫歇尔发现红外线1822年法国安培发现安培定律1826年德国欧姆发现欧姆定律1831年英国法拉第发现电磁感应现象1838—1839年德国施旺、施莱登提出细胞学说1842年奥地利多普勒发现多普勒效应1859年英国达尔文发表《物种起源》，奠定了达尔文进化论的基础1865年奥地利孟德尔提出遗传学两大基本定律习题巩固第一次科技革命以下列哪一项为理论：A.牛顿力学B.进化论C.电磁学D.相对论【参考答案】A第二次科技革命及其成果第二次科技革命(工业革命)开始于19世纪70年代，欧洲国家和美国、日本的资产阶级革命或改革的完成，促进了经济的发展。
微波技术 发展史
微波技术发展史微波技术是一种重要的无线通信技术，也是无线电通信领域的重要组成部分。
其发展历史可以追溯到20世纪初。
以下是微波技术发展史的大致概述：一、早期发展20世纪初，人们开始研究电磁波的性质和应用。
在无线电通信领域，人们发现了与长波、中波和短波不同的一类电磁波，这就是微波。
微波的频率范围一般被定义为300MHz 到300GHz。
在早期，微波技术主要应用于雷达系统和通信系统中。
二、第二次世界大战期间的发展第二次世界大战期间，微波技术得到了迅速的发展。
各国都投入大量资源用于发展雷达系统和通信系统，这推动了微波技术的快速发展。
微波技术在军事领域的应用成为了当时的焦点，不仅促进了技术的突破，也对后来的民用领域产生了影响。
三、民用领域的发展二战结束后，微波技术得到了广泛的民用应用。
无线通信系统、卫星通信系统、微波炉等产品的问世，使微波技术成为了现代通信和生活的重要组成部分。
微波技术的进步也带动了其他领域技术的发展，如微波集成电路、微波天线等新技术的涌现。
四、数字技术的应用随着数字技术的迅速发展，微波技术也得到了极大的推动。
数字通信系统、卫星导航系统、雷达监测系统等都广泛应用了微波技术。
微波技术开始向更高频段扩展，如毫米波通信、太赫兹技术等，为通信系统的容量和速率提供了更多的可能。
五、未来发展趋势未来，随着5G、6G等新一代通信系统的广泛应用，微波技术将继续发挥着重要作用。
人工智能、物联网等新技术的发展也将为微波技术的应用带来新的挑战和机遇。
在宇宙探索、地球监测等领域，微波技术也将继续发挥着重要作用。
微波技术经历了近一个世纪的发展，已经成为了现代通信、雷达、生活电器等领域的重要技术。
它的发展历程充满着技术突破和创新，为人类社会的进步做出了重要贡献。
随着技术的不断进步，微波技术在未来的应用领域将会更加广泛，为人类社会带来更多的便利和可能。
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现代通信技术 现代通信手段 GPS全球定位系统
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历史： 1492年哥伦布发现了新大陆，但派他去探险的西班牙
皇后半年后才得此消息。然而，在1969年7月20日美国 “阿波罗” l1号把人类第一次送上月球时，仅在1.3 s内， 这一振奋人心的消息就传遍了全世界。自20世纪50年代以 来，半导体技术和电子计算机技术的迅速发展，开创了现 代通信技术的新纪元。那么，现代通信技术包含哪些技术？ 现代通信手段有哪些？
(1) 无线寻呼系统。它是一种传送简单信息的单向呼 叫系统，是城市公用电话系统的一种补充通信方式，涉及 到移动通信技术、微电脑技术和市话交换技术，它主要由 寻呼控制中心(即基站)和寻呼接收器组成。
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(2)微小型移动通讯系统
中国移动2G网络采用GSM标准 TD-SCDMA标准（中国） 中国联通2G网络采用GSM标准 WCDMA标准（欧洲） 中国电信2G网络采用CDMA标准 CDMA2000 EVDO（美国）
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二、现代通信手段 现代通信手段主要包括卫星通信、光纤通信、移动通 信和计算机通信这四种。 1. 卫星通信 自1957年前苏联发射第一颗人造地球卫 星以来，人造卫星即被广泛应用于通信、广播、电视等领 域。卫星通信是微波通信的一种。它是利用人造地球卫星 作为中继站，来转发无线电波而进行的两个或多个地球站 之间的通信。具有通信容量大、覆盖面积广、传输损伤小、 抗干扰能力强等优点。
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三、GPS全球定位系统 GPS是 “全球定位系统”。它由人造卫星、地面监 控系统以及用户手中具有接收和发送功能的仪器三部分组 成。使用全球定位系统时，人造卫星、地面监控系统和用 户手中的接收器确定用户在地球上所处的相对位置，并将 结果返回给用户，这样用户就可以知道自己所处的位置了。
数字微波通信在消防应急通信保障中的应用分析
Telecom Power Technology通信网络技术数字微波通信在消防应急通信保障中的应用分析蔡荔寅（千寻位置网络有限公司，上海200438随着信息化技术的不断发展，数字微波通信技术使用范围越来越广。
消防应急通信保障工作的好坏直接影响消防工作质量。
由于实际消防工作的环境比较复杂，通信工作的保障存在很多不确定性。
通过对数字微波通信技术的介绍，同时结合实际消防工作的特点探索保障消防应急通信质量的应用方案。
数字微波通信；消防应急；信息化技术Application Analysis of Digital Microwave Communication in Fire EmergencyCommunication SupportCAI LiyinChihiro Location Network Co., Ltd., ShanghaiAbstract: With the development of information technology, digital microwave communication technology is widely used. The quality of fire emergency communication guarantee directly affects the quality of fire fighting work. Due to the complexity of the actual fire fighting environment, there are many uncertainties in the guarantee of communication work. 2023年4月10日第40卷第7期· １９５ ·Telecom Power TechnologyＡｐｒ． １０， ２０２３， Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．７ 蔡荔寅：数字微波通信在消防 应急通信保障中的应用分析2 数字微波通信的技术优点2.1 频带宽、容量大微波频段可以分为分米波、厘米波以及毫米波3种。
现代通信技术期末复习题
一.填空题1. 1876年美国科学家贝尔发明了电话机，1928年奈奎斯特提出了数据理论，1966年高锟发表了《用于光频的光纤表明波导》被誉为光纤通信的里程碑，被誉为世界光纤之父。
2. 多路复用技术主要包括频分多路复用技术、时分多路复用技术.码分多路复用和波分多路复用.3. 数据通信系统的主要质量指标包括传输速率，误码率，信道容量和带宽。
4. 移动通信系统中，主要采取的工作方式为准双工方式。
5. GSM移动通信系统中,采用的多址通信方式为时分多址。
6. 目前光纤通信的3个实用工作窗口是0.85um，1.31um，1.55um，其中0.85um波长不能用于单模光纤。
7. 裸光纤是由中心的纤芯和外面的包层够成的，包层的直径是125um。
8. 在微波通信系统中，采用分集接收技术是抗多径衰落的有效措施之一，常用的分集接收技术有：频率分集，空间分集，混合分集。
9. 简单通信过程包括：信源、发送设备、信道、接收设备和信宿。
10.所谓“三网融合”是指电信网、计算机网和有线电视网。
11.通信按调制方式分基带传输和频带传输。
12.电信系统的三种硬件设备是终端设备，传输设备，交换设备。
13.将模拟信号转换为数字信号的方法有多种，最基本的是脉冲编码调制(PCM)，它是由英国人A.H.Reeves提出来的，发端模数变换包括抽样，量化，编码三个过程。
14.数据传输有两种形式并行传输和串行传输。
15.按覆盖范围分，数据通信网可分为广域网(W AN)，局域网(LAN)，城域网(MAN)。
16.GSM移动电话系统由网络交换子系统（NSS），基站子系统(BSS)，操作维护中心(OMC) 和移动台(MS) 四个部分组成。
17.GSM系统的信道分为两类物理信道和逻辑信道。
18. 3G的技术标准有WCDMA，CDMA2000，TD-CDMA三种。
19.光纤的结构包括纤心，包层和涂敷层。
20.微波频段的波长范围是1m~1mm，频率范围是300MHz~300GHz。
微波通信原理
Y
EY
EX Z
地面
X
入射面 E
Z
椭圆极化波
水平线极化波
地面
入射面 E
Z
垂直线极化波
Techie.han
几个基本概念 矩形波导中H10模的场结构
a
b
H10模是波导中传输的电磁 波主模，截至波长最长为2a。
向左图那样放置波导，它的 电力线与地面垂直。
所以这样的极化方式称垂直 极化
V＝Vertical
H=Horizontal
Techie.han
自由空间的电波传播
自由空间损耗的定义
自由空间损耗 Free space loss:
在自由空间传播的电磁波不产生反射、折射、吸收和散射等现象， 即总能量未被损耗。 但电波在自由空间传播时，会因能量向空间扩散而衰耗，这如空中 一只孤独的灯泡所发出的光，均匀地向四周扩散。 显然距离光源越远的地方，单位面积上的能量就越少。这种电波的 扩散衰耗就称为自由空间损耗。
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Techie.han
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition) The Second Fresnel Zone
Techie.han
Line of sight
1st zone
+
2nd -zone
The signal power is distributed in the space surrounding the direct line of sight
FM); TV etc ...
Techie.han
Microwave links
Radio beam One multiplex per radio channel Applications: Civiliars and military
高中信息技术学习内容
A.先做1-22题；B.自学“日新月异的信息技术”，并完成相应的练习题；C.有能力的同学再完成“习题课（5）”的相关题目。
1.获取信息的来源决定了信息的可靠程度，下列信息来源中哪一种获得的信息最可靠（）A.因特网B.亲自进行科学实验C.朋友、同学D.报刊杂志2.下列不属于信息的是（）A.电视中计算机产品广告B.计算机C.报上登载举办商品展的消息D.各班各科成绩3.天气预报、市场信息都会随时间的推移而变化，这体现了信息的（）。
A.必要性B.时效性C.共享性D.载体依附性4.下面有关对信息作用事例的理解，错误的是（）A.许多历史事件以文字的形式记载在书上，体现信息的依附性B.交通信号灯被许多行人接收，体现信息的共享性C.天气预报、股市行情体现信息的有价值性D.身边的信息体现了信息的不完全性5.下面关于信息特征说法正确的是（）A.信息需要依附于一定的载体B.信息不能分享C.信息能够独立存在D.信息反应的是事件永久状态6.在朝鲜战争暴发的时候，蓝德政府向美国政府高价兜售一份调查报告没被理会，战后美国政府分文未花就得到该报告，这体现了信息（）A.具有可传递性B.可伪性C.具有时效性D.价值性7.武王伐纣作为中国历史上的重大事件，却没有甲骨文记载其确切年代，现代考古工作者根据历史传说中的“天象”，利用天文知识成功的完成该时间的判定，这说明信息具有（）性A.载体依附的可转换性B.可传递性C.价值性D.时效性8.下列信息来源属于文献型信息源的是（）A.老师B.同学C.网络D.图书9.盲人摸象体现了信息交流的重要性，信息可以交流说明了信息具有（）A.载体依附性B.时效性C.共享性D.价值性10.（）不属于信息的主要特征A.时效性B.不可利用、不能增值C.可传递、共享D.依附性11.下面有关信息的理解，哪句是错误的？（）A.电视机、电话机、声波光波是信息B.信息无时不在，无处不在，信息是我们行动决策的重要依据C.人类借助信息资源对自然界中有限的物质资源和能量资源进行有效地获取、分配和利用，促进和保障人类社会的可持续发展D.在一定程度上，人类社会的发展速度取决于人们感知信息利用信息的广度和深度12.下列不属于信息的是( )A.计算机B.电视中计算机产品广告C.各班各科成绩D.报上登载举办商品展销的消息13.交通信号灯能同时被行人接收，说明信息具有（）A.时效性B.价值性C.共享性D.依附性14.网络上的信息被人们下载和利用，这正好说明信息具有（）A.价值性B.时效性C.载体依附性D.共享性15.下面哪一个不属于信息的一般特征？（）A.载体依附性B.价值性C.时效性D.独享性16.有关信息的特征，下列说法正确的是（）A.信息反应的是事物的永久状态B.信息不能分享C.信息需要依附于一定的载体D.信息能够独立存在17.某次语文测试成绩已经按学号顺序录入Excel表中，对语文成绩在100分以上的学生筛选，得出相应的名单，这体现了信息的（）A.可以共享的B.可以增值的C.需依附一定载体D.具有时效性18.关于信息的下列说法中，正确的是（Ｂ）A.网络就是信息B.报上登载的足球赛的消息是信息C.一本书就是信息D.收音机就是一种信息19.下列选项中不属于信息基本特征的是（Ｂ）A.载体依附性B.独占性C.价值性D.时效性20.网络上的信息被大家下载和利用，此事例不能说明信息具有（Ｄ）A.共享性B.载体依附性C.普遍性D.正确性21.对于信息的下列理解，错误的是（ A ）A.信息只在需要时存在B.从不同的角度对信息有着不同的认识C.信息、物质和能量构成当今人类社会的三大资源D.信息本身不是实体，必须通过载体才能体现22.古人云：“君之所以明者，兼听也；其所以暗者，偏信也。
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3.1.2 数字微波通信系统的构成 数字微波中继通信线路是由线路两端的 终端站、若干个中继站及分路站构成，如下 图所示。
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现代通信技术 人民邮电出版社
现代通信技术 一、 数字微波终端站 二、 天线、馈线系统
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现代通信技术 一、 数字微波终端站 在下图中示出，终端站中可包括：微
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3.2.3
在现代数字微波传输系统中，为了提高信 息传输速率，常采用多进制的调相技术。即利 用载波的一种相位去携带一组二进制信息码。
相数愈多，传输速率愈高，但相邻载波之 间的相位差愈小，这样就使得接收时易产生误 码而使误码率增加。所以，目前在多相调制方 式中，通常采用四相制和八相制，在这里只介 绍四相调制。
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3.2.2 二相相移键控 用基带数字信号对中频载波相位进行 键 控 的 方 式 ， 称 为 相 移 键 控 ， 用 PSK 表 示。 相移键控又可分为绝对相移键控和相 对相移键控两种。 利用载波相位的绝对数值来传送数字 信息的键控方式，称为绝对相移键控。
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1. 由于接收到的已调波信号中无载波频率成分， 所以在收端要设法从已调波中提取原载波信号。 因为提取的载波信号和调相波的载波频率相同， 故称其为相干载波，利用它来进行解调的方法， 称为相干解调。
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现代通信技术 2. 2DPSK信号的解调 对2DPSK信号除采用上述的相干解调方法以
外，还可以采用延迟解调，这种方法的原理方框 图，如下图所示。
波收发信设备、调制解调设备以及时分复 用设备。
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现代通信技术 1. 每个终端站中都应具有发送设备和接收
设备。 2. 调制与解调设备 所谓调制，就是将所要传输的基带信号
变换成适合于信道传输的信号的一种过程。 与其相反的过程就是解调。
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现代通信技术 下图示出了调制与解调过程的基本方框图。
第3章数字微波通信
现代通信技术 本章主要讨论数字微波通信的基本
概念、常用的调制解调方式以及在进行 系统设计时应考虑的若干问题，简要介 绍了SDH微波通信系统。
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3.1 数字微波通信的基本概念 3.2 数字微波通信中常用的调制与解调技术 3.3 视距传输特性 3.4 数字微波通信系统设计中应考虑的问题 3.5 SDH微波通信系统
2. 微波转接方式中继站 在微波频率上直接放大，即为微波转 接方式。
3. 目前数字微波通信中常用的转接方式是再 生转接式中继站，其示意图如下图所示。
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3.2 数字微波通信中常用的调制与解调技术
数字信号的调制与解调技术，是数字微波通信 中的关键问题。在这一节首先介绍二进制数字 信号的基本调制方式，在此基础上介绍数字微波通 信中常用的调制方式。
பைடு நூலகம்
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4
二进制数字信号的基本调制方式 二相相移键控
十六进制正交调幅
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现代通信技术 3.2.1 二进制数字信号的基本调制方式 数字信号三种调制方式的基本概念 ： 1.幅移键控 2.频移键控 3.相移键控 数字微波通信常用的是相移键控，因为
这种调制方式在抗干扰性能方面优于另外两 种方式。
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3.1 数字微波通信的基本概念
微波是指频率为300MHz～300GHz的电磁 波，其所对应的波长为1m～1mm。
显然，微波通信是指用微波波段的电磁波 进行通信的一种通信的方式；而数字微波通信 则是指利用微波频段的电磁波传输数字信息的
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现代通信技术 3.1.1 数字微波通信的特点 数字微波通信既具有数字通信的特点，
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现代通信技术 2. 四相相对调相信号的解调 四相相对调相信号的解调可采用两种方法进行，
一种是相干解调法。另一种解调方法是延迟解调法， 其方框图如下图所示。
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上面介绍的是四相相移键控的调制及解调的 基本原理。对于八相调制，同样它是提高频谱利 用率的一种方式，它是把码元周期(２π）分成八 种相位，两相位状态之间的相位差为 π／４，每 种相位状态对应一组3比特码，这样它的信息速 率比二相调相时提高了三倍。依此类推可以看出， 随着相数的增加，信息传输速率在提高，但是两 种相位状态之间的相位差在减小，这样使得解调 时产生误码的概率增加。因此，在大容量的数字 微波通信系统中广泛采用了十六进制正交调幅 (16QAM)方式。
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现代通信技术 二、 天线、馈线系统
微波通信中常用天线的基本形式有喇叭天 线、抛物面天线、喇叭抛物面天线和潜望镜天 线等。
三、 微波中继站
由于微波通信采用的是接力传输方式，因 此，长途微波干线上必须要有微波中继站。中 继站的转接方式包括以下三种：
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1.中频转接式中继站 中频转接式中继站采用的是中频接口。
它是由码变换电路和绝对调相电路组成。码变 换电路的主要作用是对输入的基带信号进行差 分编码，得到的差分码，即是输入信号的相对 码，用此相对码对载波信号进行绝对相移键控， 即可得到2DPSK信号。
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二、 2PSK信号及2DPSK信号的解调 目前对于二相相移键控信号常用的解调方式 是相干解调和延迟解调两种。
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现代通信技术 一、 四相相移键控信号的产生 1. 四相绝对调相 下图示出了π/４调相系统采用正交调制
法的原理方框图。
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现代通信技术 2. 下图示出了一个π/２调相系统的四
相相对调相原理方框图。
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现代通信技术 二、 四相相移键控信号的解调 1. 四相绝对调相信号的解调器方框图如下图所示。
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所谓相对相移键控，是利用载波信号 相位的相对关系来表示数字信号的“１” 码或“０”码。
在上述两种相移键控中，实际使用时， 采用相对移相，这是为了克服2PSK在解调 时出现的“相位模糊”现象。
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现代通信技术 一、 2DPSK信号的产生 2DPSK调制器的原理方框图如下图所示。