通信原理第5章基本的数字频带传输

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1、通信原理第5章基本的数字频带传输7/21/20211/133数字频带传输技术——在带通信道上传输数字信号的方法。图5.0二元ASK、FSK与PSK的信号波形单极性NRZ双极性NRZASK信号PSK信号FSK信号7/21/20212本章目录：5.12ASK5.22FSK5.32PSK与2DPSK5.4QPSK与DQPSK5.5基本频带调制的讨论5.6*复包络、等效基带系统与无ISI传输7/21/20213信道噪声接收设备信源信宿格式化脉冲基带调制发送设备信源编码信道编码加密频带调制发射机格式化脉冲基带检测信源译码信道译码解密频带解调接收机数

2、字通信系统简化模型信号处理信号处理基带信号基带信号7/21/20214调制信号已调带通信号数字基带信号数字基带信号带通信号数字载波系统模型：频带调制频带调制传输媒介(信道)7/21/20215已调带通信号:的频谱:或功率谱:令：7/21/202165.12ASK(2AmplitudeShiftKeying)7/21/202175.1.1基本原理2ASK或OOK(二进制幅移键控)——键控（改变）正弦载波的振幅来传输0或1符号。1.2ASK信号及其调制方法图5.1.12ASK（或OOK）信号的波形通断键控或启闭键控ON-OFFKeying7/

3、21/20218复包络:2ASK信号也可以表示为：2ASK信号时域表示：第n个码元7/21/20219（a）乘积法（b）开关法（键控法）乘法器单极性不归零信号图5.1.22ASK调制框图载波产生2ASK信号的产生：7/21/2021102.包络检波解调方法发送端信道BPF包络检波器抽样判决器定时信号输出图5.1.32ASK包络检波解调框图带宽B带宽2BB=Rb带宽2B7/21/202111非相干解调1AAAA7/21/202112系统的误码率：定义信噪比：大信噪比时，BPF的输出信噪比接收信号s(t)中“1”码对应码元的平均功率得最佳误码

4、率理论最小带宽7/21/202113小信噪比时，包络检波器抗噪性能急剧下降，系统无法正常工作。此称为门限效应。得最佳误码率Pe7/21/202114例5.12ASK系统的传输率为5Mbps，接收BPF输出幅度为223.6mV；高斯噪声的功率谱密度分别为和。求两种情况下包络检波器输出的最佳误码率。由门限效应可知，系统无法正常工作。（不再用公式计算）接收机前端BPF的带宽为第一零点带宽时的误码率7/21/2021155.1.2功率谱与带宽复包络:单极性NRZ信号7/21/2021167/21/202117当作无ISI滤波时(如作升余弦谱滤波）

5、接收机须是相干解调作业：1、27/21/202118ASKfornoISILPF抽样判决基带系统频率特性射频系统频率特性射频基本脉冲基带基本脉冲7/21/202119当满足无ISI的时域条件时或当满足无ISI的频域条件时，数字调制系统无ISI图中各点波形如图所示：7/21/202120向上频移基带接收滤波器抽样与判决BPFLPFB2B基带发送滤波器向下频移AWGN频带信道符号定时相干解调的2ASK传输系统:7/21/2021215.22FSK(2Frequency-ShiftKeying)7/21/2021225.2.1基本原理2FSK或

6、BFSK（二进制频移键控）——键控正弦载波的频率来传输二元符号。1.2FSK信号及其调制方法7/21/2021232FSK信号时域表示：也可以表示为（相当于两路OOK）：与“互补”：7/21/202124图5.2.22FSK信号的时域波形及其互补OOK特点1010017/21/202125单极性NRZ2FSK信号的产生：图5.2.12FSK信号的产生原理框图7/21/2021262.*相位连续性(a)(b)图5.2.3不连续与连续相位的2FSK信号相位不连续的信号占据很多的频带，应该尽量避免相位不连续相位连续保持相位连续的方法：1）桑德F

7、SK信号的参数：其中：k为某固定正整数7/21/2021272）使用压控振荡器产生，()即用模拟调频的方式产生FSK信号其中，是双极性基带信号虚拟载频7/21/2021283.包络检波解调方法两个互补OOK接收系统的组合：(非相干解调)包络检波器包络检波器输出定时信号图5.2.4FSK信号的包络检波接收框图W=2RbW=2Rb整流整流LPFLPF抽样判决BPF(f1)BPF(f0)适合于频差较大的场合7/21/202129（2）判决准则为：，或（1）上支路接收部分，下支路接收部分；系统必须满足：；适合于频差较大的场合7/21/202130

8、101001图5.2.5包络检波器的输出7/21/202131其中，BPF的输出信噪比系统的误码率：大信噪比时，时，得最佳误码率小信噪比时，包络检波器抗噪性能急剧下降，系统无法正常工作。此称为