通原——杨鸿文老师课件第6章

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1、LectureNotesfor04116~04118#242006/12/03二进制调制一原理数字调制可以理解为：(1)用第5章的数字基带信号作为mt()，用第4章的方法进行调制(2)还是第5章的信号，只不过发送脉冲gt()是频带脉冲(3)还是第5章的信号，只不过是带通信号的复包络。OOK：以正弦载波之有无来表示二进制信息。Fig.1用ON-OFF的方式产生OOK信号2FSK：不同频率的载波代表1或者0。Fig.2频移键控（FSK）BPSK：载波的正反相代表0、1Fig.3相移键控（PSK）二OOK1.OOK信号

2、OOK信号可建模为DSB调制：stbt()=()cos2πft(1)c∞其中bt()=−∑agtnTns()是单极性PAM信号，an∈{0,1}。一般情况下，gt()是持续n=−∞时间为TT=的NRZ脉冲。本章主要考虑调制解调问题，故除非另有说明，默认基带脉冲sb是全占空NRZ脉冲。如果对发送信号有限带要求，可采用升余弦滚降。也可把(1)看成双极性NRZ信号bt′()对载波cos2πft做调制系数为100%的AM调制：cst()=+⎡⎤1cbt′()os2πft(2)⎣⎦c∞其中bt′()=−∑agtnTns()

3、，an∈{±1}。n=−∞对于无记忆调制，只需关心一个码元。OOK的一个码元可建模为⎧⎪stgt1()=()cosωct发1st()=⎨，(3)⎪⎩st2()=00发其中gt()是基带脉冲形状。有脉冲/无脉冲谁对应1，谁对应0无关紧要。对于NRZ矩形脉冲，上式又可写成⎧⎪stA1()=cosωct发1st()=⎨，0≤tT≤(4)b⎪⎩st2()=00发1/6欢迎访问北邮通信原理学习与考研网http://www.bytxyl.cn下载更多北邮通信原理复习资料LectureNotesfor04116~04118#2

4、42006/12/03注意(3)或(4)的模型与(1)有一点细微的差别。例如按照(4)，第1个码元（时间在TtT≤≤2内）是Aacosω()tT−，a∈{0,1}。但按照(1)，第1个码元应该是bb1cb1bt()cosωct中对应第1个码元的部分，它是Aa1cosωt，相位少一个ωcbT。这个差别一般不会对性能分析带来什么明显的影响，因此我们将不去注意这个细微的差别。2.OOK信号的产生对于任意脉冲形状的OOK信号，其产生框图如图6.2.1所示。当bt()是单极性NRZ脉冲时，也可以用Fig.1所示的开关通断方

5、式产生，这是它称作OOK的原因。此时的信号波形如图6.2.2所示。如果有带宽限制的要求，则可将发送脉冲设计成根号升余弦，此时不能用Fig.1来产生OOK信号。考虑ISI要求和最佳接收这两个要求后，系统框图如图6.2.11所示。注意图中的两个乘载波仅仅是起一个频谱搬移的作用。3.OOK的频谱将式(1)和课本68页的式(4.2.1)或者将(2)和课本74页的式(4.2.15)类比可知，OOK的功率谱密度可以直接套用式71页的式(4.2.8)或者76页的式(4.2.26)。因此结果就是196页的式(6.2.19)。功率

6、谱密度如图6.2.3所示。4.OOK的解调及误码率把(3)中的gt()cosωt整体当作发送脉冲，则OOK其实还是一种2PAM信号（两个电c压是A和0）。因此可以直接采用图5.3.7来实现最佳接收，这也就是图6.2.4。只不过现在是对带通信号匹配，匹配滤波器也是一个带通滤波器。对于(4)的模型，匹配滤波器的冲激响应和幅频特性如图6.2.5所示。匹配滤波器输出波形如图6.2.6所示。相关的误码率分析与先前所学完全相同，具体见课本198~200页。注意图6.2.4只是理论上成立。实际做的时候它对时钟精度的要求太高了。

7、从图6.2.6可见，时钟若偏离最佳时刻一点点，抽样值就会迅速下降（注意抽样是抽在图中的实线上，不是抽在虚线上）。既然(1)是DSB调制，自然也可以考虑先解出bt()，再进行最佳或低通接收。于是就有了图6.2.10和6.2.11。式(2)的模型使我们认识到，OOK也可以像AM那样做非相干解调，如图6.2.12所示。如果把图中的BPF改成匹配滤波器，则成为图6.2.13，这实际就是用包络检波器检出图6.2.6所示波形的包络。非相干解调的误码率分析方法见课本203页。对于图6.2.13所示的最佳非相干，误码率分析也和2

8、03页一样。注意MF和BPF的差别仅在于MF可以改善抽样点的信噪比，其他都是一样的。相干解调还可以按Fig.4来做。注意它和图6.2.13的差别仅在于Fig.4是用相干的方法卸下图6.2.6的包络，再进行抽样判决。图6.5.13则是用非相干解调卸下包络，再抽样判决。Fig.4带通匹配的最佳接收机无论是MF还是BPF，输出噪声都是窄带高斯过程。但用相干解调卸下包络时，抽样值