37通信原理第三十七讲new

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1、《通信原理》第三十七讲第7章数字频带传输系统实际信道中，大多数具有带通传输特性，必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。可以用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位中的某个参数，产生相应的数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的某几个参数，产生新型的数字调制。调制器信道解调器基带信号基带信号输入输出噪声源图7-1数字调制系统的基本结构本章重点论述二进制数字调制系统的原理及其抗噪声性能，简要介绍多进制数字调制原理。§7．1二进制数字调制与解调原理若调制信号是二进制数字基带信号时，这种调制称为二进制数字调

2、制。一、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s(t)=∑ang(t−nTs)（7.1-1）n其中7-1⎧0,发送概率为Pan=⎨（7.1-2）⎩1,发送概率为1−PT是二进制基带信号时间间隔，s⎧1,0≤t≤Tsg(t)=⎨(7.1-3)⎩0,其它te(t)=ag(t−nT)cosωt(7.1-4)2ASK∑nscn由图7-2可以看出，2ASK信号的时间波形e(t)随二进制基带信号s(t)2ASK图7-2二进制振幅键控信号时间波型通断变化，所以又称为通断键控信号（OOK

3、信号）。二进制振幅键控信号的产生方法如图7-3所示，图(a)是采用模拟相乘的方法实现，图(b)是采用数字键控的方法实现。二进制不归零信号e2ASK(t)乘法器s(t)cosωtc开关电路e(t)2ASKcosωtcs(t)图7-3二进制振幅键控信号调制器原理框图7-22ASK信号能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)。e(t)输出2ASK带通全波低通抽样滤波器整流器滤波器判决器定时脉冲（a）非相干解调方式e(t)输出2ASK带通低通抽样相乘器滤波器滤波器判决器cosωt定时c脉冲（b）相干解调方式图7-4二进制振幅键控信号解调器原理框图7-3图7-52ASK信号非

4、相干解调过程的时间波形二、二进制移频键控（2FSK）若正弦载波的频率随二进制基带信号在f和f两个频率点间变化，则产生12二进制移频键控信号（2FSK）。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f，01符号对应于载波频率f，则二进制移频键控信号的时域表达式为2⎡⎤⎡⎤e2FSK(t)=⎢∑ang(t−nTs)⎥cos(ω1t+ϕn)+⎢∑bng(t−nTs)⎥cos(ω2t+θn)(7.1-5)⎣n⎦⎣n⎦7-4图7-6二进制移频键控信号的时间波形式中⎧0,发送概率为Pan=⎨(7.1-6)⎩1,发送概率为1−P⎧0,

5、发送概率为1−Pbn=⎨(7.1-7)⎩1,发送概率为Pb=a。ϕ和θ分别代表第n个信号码元的初始相位。通常可令ϕ和θ为nnnnnn⎡⎤⎡⎤零。因此e2FSK(t)=⎢∑ang(t−nTs)⎥cosω1t+⎢∑ang(t−nTs)⎥cosω2t(7.1-8)⎣n⎦⎣n⎦7-5二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。振荡器1选通开关f1e(t)基带信号2FSK相加器反相器振荡器2选通开关f2图7-7数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图二进制移频键控信号的解调方法很多，有模拟鉴频法和数字检测法，有非相干解调方法，也有相干解调方法。带通滤

6、波器包络ω检波器1输出e(t)2FSK定时脉冲抽样判决器带通滤波器包络ω检波器2带通滤波器低通相乘器ω滤波器1cosωt输出e(t)12FSK定时脉冲抽样cosωt判决器2带通滤波器低通相乘器ω滤波器2(a)非相干解调(b)相干解调图7-8二进制移频键控信号解调器原理图7-6图7-92FSK非相干解调过程的时间波形7-7