微机远动技术 第5章 远动通信原理和

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1、第5章远动通信原理和信道5.1电力系统分层调度控制及通信发展趋势5.2通信原理概述5.3数字幅度调制与解调5.4数字频率调制与解调5.5数字相位调制与解调5.6位同步5.7载波同步5.8群同步（帧同步）5.9信道概况5.10有线通信线路5.11光纤信道5.12多路复用技术5.13串行通信接口本章学习目标l数字调制、解调技术，l模拟信号数字化技术，纠错编码技术l同步技术，数字加密技术l信道与噪声，基带传输技术l远动信道的分类l电平的有关内容l振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）三种基本方式l同步技术中的载波同步

2、、位同步、群同步和网同步等概念l同步法技术与位同步技术的联系l光纤信道的组成及其传输特性返回本章首页5.1电力系统分层调度控制及通信发展趋势5.1.1电力系统分层调度控制方式5.1.2通信发展趋势返回本章首页5.1.1电力系统分层调度控制方式图5.1电力系统分层调度控制示意图返回本节5.1.2通信发展趋势1．光纤通信2．卫星通信3．移动通信4．微波中继通信返回本节5.2通信原理概述5.2.1调制解调技术5.2.2同步技术返回本章首页5.2.1调制解调技术图5.2频带传输系统方框图与基带传输方式相比较，频带传输方式的主要优点有：（1

3、）基带信号一般都包含低频、甚至有直流分量，很难通过有限尺寸的天线得到有效辐射，从而利用无线信道来直接传输。（2）频带传输方式可以把多路具有重叠频率成份的基带信号，搬移到互不重叠的频段上传输，从而避免多路传输中的相互干扰。（3）可提高传输数字信号的可靠性，也就是说频带传输抗噪声的能力比基带传输要高些。图5.3三种频带信号的波形返回本节5.2.2同步技术同步系统在数字通信中是一个很重要的部分，其中包括：载波同步位（码元）同步帧同步及网同步。返回本节5.3数字幅度调制与解调5.3.12ASK信号的产生方法5.3.22ASK信号的解调返回

4、本章首页5.3.12ASK信号的产生方法通常，二进制振幅键控信号的产生方法（调制方法）有两种，如图5.4所示。图5.4（a）就是一般的模拟调制方法，图5.4（b）就是一种键控方法，这里的门电路的开关受s(t)的控制。图（c）就是上述方法产生的2ASK信号波形。图5.4（b）就是一种键控方法，这里的门电路的开关受s(t)的控制。图（c）就是上述方法产生的2ASK信号波形。图5.42ASK信号的产生和波形图5.5平衡调制器返回本节5.3.22ASK信号的解调（1）包络检波法。由图5.6可知，包络检波器是由半波或全波整流后，又经低通滤波

5、器组成的。以完成取出接收信号包络的任务。图5.7给出了一种简单实用的包络检波器电路。图5.62ASK信号接收系统框图图5.7简单的包络检波器（2）同步检波法。同步检波法如图5.6（b）所示。同步检波器由一个乘法器和低通滤波器组成。接收到ASK信号和一个本地产生的正弦波（相干载波）在乘法器中相乘并通过一个低通滤波器输出。返回本节5.4数字频率调制与解调数字频率调制又称频移键控（FSK），它的基本原理是利用载波振荡的频率变化来传递数字信息。这里所说的频率变化不是连续的，而是离散的。数字频率调制是在数字通信中使用比较早的一种调制式。实现

6、数字频率调制的方法一般有二种：一种称为直接调频法，另一种称为频率转换法。数字调频信号的非相干解调方法最常用的是普通鉴频法、零交点法、差分检波法和动态滤波器法，下面讨论这些方法的基本原理。返回本章首页1．普通鉴频法普通鉴频法的实质就是将调频信号的频率变化转变成幅度变化，然后像调幅信号一样通过幅度检波而得到基带信号，所以鉴频器实际上就是频-幅变换器。图5.8所示为鉴频法解调的方框图。图5.8鉴频法解调框图2．零交点法数字调频信号的波形因频率受调而随基带信号有疏密的变化。那么，利用波形在单位时间内与零电平的交叉点数是可以把振荡频率的变化

7、规律，即基带信号检测出来的。这就是FSK信号零交点法的原理。解调框图5.9（a），波形见图5.9（b）所示。图5.9零交点法解调框图和波形3．差分检波法调频信号的另一种解调法称为差分检波法，或称延迟检波法。其实现框图如图5.10所示。图5.10差分检波法返回本节5.5数字相位调制与解调用所要传递的数字基带信号来控制载波的相位变化，这种调制方式称为数字调相或相移键控（PSK）。从一般概念上讲，相位调制和频率调制均属于非线性调制，因为已调信号是基带信号经过非线性变换而得。但在数字调相的情况下，数字基带信号的码元取值只为有限数种，因而在

8、其已调波中表征信息的相位变化也只有有限种离散取值，这样，作为一般调相方式（连续调相）的特殊情况，数字调相与一般的调相差异很大。特别对于二进制数字相位调制（2PSK），用同一载波的二种不同相位（0相π相）来传输数字“1”和“0”。故二个载波相位差π弧