08数字信号的载波传输1-2010_75220635new

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1、《现代通信原理》PrinciplesofDigitalCommunications第十讲数字信号的载波传输电子工程系（感谢陈巍等老师对讲义的贡献）课程安排通信概论不信息度量模拟调制模拟信号数字化及压缩编码时分多路复用数字信号基带传输数字信号载波传输差错控制编码卷积码多址技术课程信息教材《现代通信原理》曹志刚，钱亚生参考书《数字微波中继通信工程》姚彦，梅顺良，高葆新《数字通信（第四版），DigitalCommunications,JohnG.Proakis》《DigitalCommunications:FundamentalsandApplications》B.Sklar通信系

2、统的系统框图排线信源编码加密信道编码复用基带调制脉冲成型载波解调信道载波调制基带解调采样判决解复用信道解码解密信源解码为什么需要载波传输?从物理实现的角度为了有效辐射电磁能量，天线大约长于波长的1/10（短波频段波长，10m-100m）不同频率上电磁波传输的特性不同绕射能力，传输媒质让车辆跑在路况较好的道路上从多址接入和复用的角度使用滤波器，可以是不同频率上的电磁信号互不干扰让多辆车同时跑在多车道上本章概要本章概要载波传输的方法引论有记忆调制与数字频率调制高阶调制及星座图带噪声通信系统及其最佳接收数字载波调制的差错分析如何实现载波传输？如何实现载波传输？从傅里叶谈起•傅里叶

3、变换的一个基本性质st()↔S()ω1st()cos()ωt↔+[]S(ωω)+S(ωω−)ccc2通过与载波相乘，可以搬移频谱载波传输的学习重点载波传输的学习重点数字信息的加载——调制•如何控制载波变化以传递数字信息表达式，系统框图，频谱特性数字信息的提取——解调•如何有效的从被噪声污染的信号中恢复信息匹配滤波，解调框图，误码分析载波传输的几个基本概念载波传输的几个基本概念调制信号•携带数字信息的信号，用以控制传输信号载波调制•BandpassModulation•其中心频率不在零点载波•Carrier•可控参量包括：幅度，相位，频率幅度键控幅度键控幅度键控•AmplitudeSh

4、iftKeying(ASK)•通过控制载波的幅度变化，传递数字信号•二进制幅度键控（2ASK）最简单的方式——通-断键控（OnOffKeying）Sta()=AtcosωOOKnc其中，a为数字信息nA为载波幅度ω为载波频率cASKASK实现方式实现方式基带信号与载波相乘•表达式⎡⎤SaASK=−⎢⎥∑ng()tnTsAcosωct⎣n⎦•系统框图基带信号已调信号载波2ASK2ASK与与OOKOOK比较比较看表达式Sta()=AtcosωOOKnc⎡⎤SaASK=−⎢⎥∑ng()tnTsAcosωct⎣n⎦OOK基带成型脉冲g(t)是最简单的矩形gt()基带成型脉冲g(t)有什么影响

5、？Ts频谱特性频谱特性对于ASK，其频谱形状主要由基带信号决定，但是请大家注意载波调制后频谱的变化功率减为1/4带宽占用增加一倍ASKASK的解调（的解调（11））最直观的方法•针对采用能量检测的方法，有信号能量的码元时间内判为1，没有信号能量的码元时间内判为0•这种方法无需本地同频同相的载波，故称“非相干解调”（Non-coherentDemodulation）ASKASK的解调（的解调（22））“以其人之道，还治其人之身”的方法•对接收信号乘以与载波同频同相的信号⎡⎤StASK×=cosωc⎢⎥∑ang(t−nTs)Acosωωct×cosct⎣⎦n⎡⎤A=−+⎢⎥∑agtnTn

6、s()[]1cos2ωct⎣n⎦2低通滤波器•需要恢复同频同相本地载波可以滤除•相干解调（CoherentDemodulation）ASKASK的解调（的解调（33））频域观点•从频率域的角度来看，即将频谱搬移回去，再把不要的频带滤除的方法调制解调ASKASK相干解调的框图相干解调的框图要素：本地载波，相乘器，低通滤波器技能：从表达式到原理框图接收信号低通滤波器解调信号本地恢复的载波相移键控相移键控相移键控•PhaseShiftKeying(PSK)•通过控制载波的相位变化，传递数字信号•二进制相移键控（BPSK）发送1时，载波相位为0cosωtc发送0时，载波相位为πcos(ωtt

7、+πω)=-coscc以上表达式以码元起点为时间0点相移键控的实现方式相移键控的实现方式相移键控的表达式⎡⎤StBPSK()=−⎢⎥∑ang(tnTAts)cosωc⎣n⎦⎧1"发送1"a=⎨n⎩−1"发送0"对比2ASK的表达式，区别仅在于基带码型不同2ASK基带码型为单极性非归零码BPSK基带码型为双极性非归零码BPSKBPSK调制系统框图调制系统框图从表达式到框图•要素：单极性码变换到双极性码，载波，乘法器单极性码电平转换/脉冲成型已调信号载波对照A