《通信原理》ppt课件

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1、通信原理任课教师：吴长奇电子信箱：cqwu@ysu.edu.cn办公地点：信息馆204室答疑时间：周一20点—22点第6章正弦载波数字调制系统§6.1引言§6.2二进制数字调制原理§6.3二进制数字调制系统抗噪声性能§6.4二进制数字调制系统的性能比较§6.5多进制数字调制系统§6.6改进的数字调制方式§6.1引言原理：用数字信号控制载波的参数，使已调信号适合于信道传输。分类：振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)三种基本形式内容：时域表达式、波形图；频域表达式、频谱图；调制解调器框图、调制解调器

2、工作原理的数学描述；抗高斯白噪声的性能。§6.2二进制数字调制原理二进制振幅键控（2ASK)二进制频移键控（2FSK)二进制相移键控（2PSK)二进制差分相移键控（2DPSK)二进制振幅键控（2ASK)振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的概率为P，发送1符号的概率为1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表示为其中:an=0,发送概率为P1,发送概率为1-P令则波形与调制器图6-3二进制振幅键控信号调

3、制器原理框图解调器2ASK频谱设e0(t)的功率谱为PE(f)，s(t)的功率谱为Ps(f)，则2ASK频谱2ASK频谱二进制频移键控（2FSK)正弦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，则产生二进制移频键控信号（2FSK信号）。二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键控信号的叠加。若二进制基带信号的1符号对应于载波频率f1，0符号对应于载波频率f2，则二进制移频键控信号的时域表达式为FSK波形2FSK信号产生2FSK信号非相干解调2FSK信号相干解调2FSK信号过零检测解调2FSK信

4、号延迟检测解调令则检测输出2FSK信号功率谱2FSK信号可以看作载频分别为f1和f2的两个2ASK信号的迭加，因此功率谱是两个2ASK信号功率谱的迭加。二进制相移键控（2PSK)在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。通常用已调信号载波的0°和180°分别表示二进制数字基带信号的1和0。二进制移相键控信号的时域表达式为an=1,发送概率为P-1,发送概率为1-P在一个码元期间，则有e2PSK(t)=cosωct,发送概率为P-cosωct,发

5、送概率为1-P若用φn表示第n个符号的绝对相位，则有φn=0°,发送1符号180°,发送0符号2PSK信号波形与产生2PSK信号的解调2PSK信号的解调采用相干解调，解调器原理图如图6-13所示。2PSK信号相干解调各点时间波形如图所示。当恢复的相干载波产生180°倒相时，解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反，解调器输出数字基带信号全部出错。这种现象通常称为“倒π”现象。2DPSK方式是用前后相邻码元的载波相对相位变化来表示数字信息。假设前后相邻码元的载波相位差为Δφ，可定义一种数字信息与Δφ之

6、间的关系为Δφ=0,表示数字信息“0”π,表示数字信息“1”例数字信息：11010011102DPSK信号相位：0π00πππ0π00或π0ππ000π0ππ差分相移键控(2DPSK)DPSK信号调制过程波形图2DPSK信号调制器原理图2DPSK相干解调器及各点波形差分相干解调器原理和各点波形2PSK与2DPSK信号功率谱2PSK与2DPSK信号有相同的功率谱。若2PSK信号可表示为双极性不归零二进制基带信号与正弦载波相乘，则2PSK信号的功率谱为P2PSK(f)=包括离散谱和连续谱。结构与2ASK的功率谱相似

7、，带宽也是基带信号带宽的二倍。当“1”和“0”等概相时，不存在离散谱。2PSK(2DPSK)功率谱密度§6.3二进制数字调制系统抗噪声性能噪声性能：误码率与信噪比的关系分析模型：信道是理想恒参信道，通带内具有理想矩形的传输特性。噪声为加性高斯白噪声（AWGN），均值为零，方差为分析内容：相干、非相干ASK、FSK、PSK、DPSK6.3.1通断键控(OOK)系统抗噪声性能接收端带通滤波器输出波形为发送1发送0包络检波器输出波形V(t)为1.包络检波法的系统性能当发送“0”时，服从瑞利分布，概率密度函数为当发送“1”时

8、，服从广义瑞利分布，概率密度函数为判决规则：若样值V>判决门限b，则判决接收为“1”；若样值V<判决门限b，则判决接收为“0”；发送为1的错误概率为包络值V小于门限值b的概率，即P(0/1)=P(V≤b)=该积分可以用Q函数表示，Q函数的定义为式中的积分值可以用MarcumQ函数计算，Q函数定义为Q(α,β)=将Q函数代入上式可得P(