数据通信原理第5章

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1、第5章数据信号的频带传输目的要求掌握频带传输系统的组成；二进制数字调制解调的基本原理系统构成和它的基本特点；了解多进制数字调制解调的基本原理。本章是本课程的重点。授课内容5.1频带传输系统的构成5.2二进制数字调制解调5.3二进制数字调制系统性能分析5.4多进制数字调制解调5.5正交幅度调制返回目录5.1频带传输系统组成一、定义所谓频带传输是指在发送端，经过调制，把基带信号变成频带信号传输，接收端再由解调器将频带信号恢复成基带信号的传输系统，调制解调器是频带传输系统的核心部分。返回目录二、调制必要性实

2、际通信中很多信道都不能直接传送基带信号。如：使用模拟电话信道传呼数据信号单极性NRZ码频谱模拟电话信道特性三、频带传输系统组成基带传输系统频带传输系统说明：基带数据信号在送入信道前，必须先对其进行调制，使它的频率由零频附近搬移到了较高处，由低通型信号变成了带通型信号，随后再经过放大等功能转换，送入信道传输。在收端信号通过接收滤波器进入解调器，解调器对信号的变换正好与调制器相反，即把一个高频的已调信号变成低频的基带信号，随后再通过抽样判决器恢复成标准的数据基带信号。返回5.2二进制数字调制解调5.2.1

3、二进制幅移键控5.2.2二进制频移键控5.2.3二进制相移键控返回目录5.2二进制数字调制解调数字调制分类1、按实现途径模拟调制法：将数字信号看成是模拟信号的特殊形式；键控法：控制载波某一参量的变化，采用数字电路2、按基带信号的状态二进制调制、多进制调制5.2.1二进制幅移键控一、定义用基带数据信号控制一个载波的幅度，又称数字调幅，简称ASK（AmplitudeShiftKeying）。是利用数字信号来控制一定形式高频载波的幅度参数，以实现其调制的一种方式。若数字信号是二进制信号，则称为二进制幅移键控

4、（2ASK），若是多（M）进制，则称为MASK，若M，则MASK数字信号就变成了AM模拟信号。二、2ASK调制实现1、基本框图：调制解调器本质上就是一个乘法器2、产生：一个单极性（或双极性）矩形脉冲序列与一个正弦载波相乘3、两种实现方法：(c)对应波形(a)模拟相乘法(b)数字键控法ASK信号其中g(t)是单位矩形脉冲，周期为Tb，an取值为：4、表示5、2ASK波形7.1二进制数字调制与解调原理1011100载波信号2ASK信号S(t)bT功率谱密度2ASK信号可以表示成式中s(t)－二进制单极

5、性随机矩形脉冲序列设：Ps(f)－s(t)的功率谱密度P2ASK(f)－2ASK信号的功率谱密度则由上式可得由上式可见，2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱Ps(f)的线性搬移（属线性调制）。知道了Ps(f)即可确定P2ASK(f)。由第四章节知，单极性的随机脉冲序列功率谱的一般表达式为式中fs=1/TsG(f)－单个基带信号码元g(t)的频谱函数。对于全占空矩形脉冲序列，根据矩形波形g(t)的频谱特点，对于所有的m0的整数，有，故上式可简化为将其代入得到当概率P=1/2时，并考虑到则2ASK信号的

6、功率谱密度为说明：⑴由连续谱和离散谱组成：其中连续谱则由基带谱中的连续谱经调制后的双边带谱，而离散谱则由载波分量来确定；⑵2ASK信号的带宽是基带信号带宽的两倍：B2ASK=2fb（fb=1/Tb是二进制数字信号的码元速率）(3)频带利用率四、2ASK信号的解调对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)，其相应原理方框图如图7-4所示。（a)(a)非相干解调方式时间波形带通滤波器包络检波器低通滤波器抽样判决器abcd输出定时脉冲2ASK包络检波法解调过程示意图2、相干解调

7、：接收端产生一个相干载波来解调（b)相干解调方式带通滤波器相乘器低通滤波器抽样判决器定时脉冲输出思考题设发送的二进制信息为101100011，采用2ASK方式传输。已知码元传输速率为1200B，载波频率为2400Hz。（1）试构成一种2ASK信号调制器原理框图，并画出2ASK信号的时间波形；（2）简略画出2ASK信号的频谱结构示意图；（3）若对2ASK信号采用包络检波方式进行解调，试构成解调器原理框图，并画出各点时间波形。返回5.2.2二进制频移键控一、定义：(FrequencyShiftKeying

8、，又称数字调频)用基带数据信号控制载波频率。当传送“1”码时送出一个频率fc1，传送“0”码时送出另一个频率fc2，这种调制信号为二进制的信号，称为二进制频移键控，简称2FSK，若是M进制，则称MFSK。当MFSK的进制数M时，MFSKFM。二、应用2FSK设备较简单，主要应用于低速或中低速的数据传输中（是因为在相同传信率下，需要比数字调幅ASK和数字调相PSK更宽的传输频带[带宽]。在话路频带下，一般传信率只能达到1200bit/s）三、分类根据