第章 数字频带传输系统

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1、《通信原理》讲稿第7章数字信号的频带传输上海大学通信工程系石海第七章数字信号的频带传输§7.1引言由于实际通信中大多数信道无法直接传送基带信号，故要将基带信号经调制变换成频带信号，以使调制后的频带信号适合于信道传输。本章目的：介绍二进制数字调制解调的方法及其系统抗噪声性能的分析方法。数字调制：用基带信号对载波参量进行离散调制。调制方法：线性与非线性调制的分类：由已调信号频谱特征为依据。带通滤波器的作用：提取所需的已调信号，即对已调频带信号进行提纯。模拟调制中，调制信号的幅度是连续取值的，而在数字调制中，调制信号的幅度是离散取值的。对于载波的波形，一般来说可以是任意的，只要已调信号适合于

2、信道传输即可。实际中，都采用正弦波（因其简单）。§7.2二进制数字调制与解调原理一、2ASK（AmplitudeShiftKeying）Ø2ASK调制方法：调制信号：,其中：；传输波形，持续时间载波信号：已调2ASK信号：Ø2ASK实现方法：第125页《通信原理》讲稿第7章数字信号的频带传输上海大学通信工程系石海Ø2ASK解调方法：非相干解调（包络检波法）；相干解调（同步检测法）。解调框图:与模拟调制的解调方法比较增加了抽样判决器，并要求有定时脉冲信号。判决方法：与设定电平门限比较。Ø2ASK信号的频谱2ASK信号：在时间上无限延伸的，∴其为功率型信号。又为一随机信号，故为随机的功率型

3、信号。的功率谱密度的求解：Note:由此可知，只要求出信号的功率密度，就可得。第125页《通信原理》讲稿第7章数字信号的频带传输上海大学通信工程系石海由§5.2.2节对随机序列的频谱分析结果可知，的双边功率密度为：(5.2-24)若令,则因此只要知道不同传输波形的频谱，就可求得。此处，，故，。将代入得：（7.2-12）其图示，见p180，图7.2.3。功率谱密度特征：①2ASK功率谱密度由连续谱和离散谱构成。它们分别由基带信号和载波信号构成；②2ASK功率谱带宽＝2倍的基带信号带宽。二、2FSK（FrequencyShiftKeying）Ø2FSK调制方法：模拟调制法，移频键控法。第1

4、25页《通信原理》讲稿第7章数字信号的频带传输上海大学通信工程系石海2FSK信号：其中，，分别表示第个信号码元的初相位。2FSK信号可等效于两个2ASK信号之和。²初相位问题ⅰ）键控法中，由于与来自二个独立的振荡器，故与变化时其相位是不连续的，因此与序列是无关的；ⅱ）模拟调频法中，频率改变是通过改变振荡器的参数来达到频率的变化，故与变化时其相位是连续的，故不仅与第个码元有关，而且两者之间也保持了一定关系。Ø2FSK的解调方法ⅰ）非相干解调ⅱ）相干解调第125页《通信原理》讲稿第7章数字信号的频带传输上海大学通信工程系石海ⅲ）过零检测法。原理：过零点数∝载波频率。见p.182图7.2.7

5、。ⅳ）差分检波法设：输入信号为其中：，，。乘法器输出：低通输出：令。（∵即可）则：若角频偏较小，即满足，则有:第125页《通信原理》讲稿第7章数字信号的频带传输上海大学通信工程系石海由上式可见：当满足时，根据为，可对应得到的一条确定的线性关系曲线。这正是鉴频特性所要求的。优点：信道延迟失真将不影响差分检波的性能。因为乘法器的两个输入受信道延迟失真的影响是相等的。缺点：受限制。Ø2FSK信号的频谱调频是非线性调制，谱分析较困难，但一般情况下可以用近似法分析。对相位离散的2FSK信号可视为两个2ASK信号的叠加，分析如下，设：二进制码流（抽象码），则且设：则由2ASK的谱分析可知，2FSK

6、的功率谱为：由于同时，将中与互换即可求得。若：①使用单极性方波。，。②当时。则：2FSK的功率谱：第125页《通信原理》讲稿第7章数字信号的频带传输上海大学通信工程系石海谱特性：ⅰ）同样有连续谱和离散谱。连续谱由两个双边谱叠加而成，离散谱由两个载波频率形成。ⅱ）时，连续谱出现单峰。图示且逐渐增大后，连续谱出现双峰。当时，两信号功率谱才不重叠。ⅲ）传输2FSK信号所需的频带约为：。。）三、2PSK（PhaseShiftKeying）和2DPSK（DifferentialPhaseShiftKeying）二者都是利用载波相位的变化传递信息。Ø2PSK信号：其中，，在某一码元持续时间内观察时

7、，将为：即两者对应不同的二进制符号，载波初相位固定于某一特定相位值。上述方式以“0”相位作参考基准。这种利用载波相位对某一固定参考相位（起始相位）变化传递数字信息的相位键控方式，称为绝对移相方式。绝对移相方式的定义：利用载波相位对某一固定参考相位的变化来传递信息。2PSK的调制方法：若设载波初相位为固定参考相位的，则“0”码对应的载波相位为；“1”码对应的载波相位为。绝对移相方式中的“倒”现象。由于绝对调相是以某一固定参考相位作为基准的，因而在