通信原理A第六章1new

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1、二进制数字调制系统多进制数字调制系统改进的数字调制方式现代数字调制技术第6章　正弦波数字调制系统(数字频带传输系统)数字频带传输系统研究的意义数字基带信号本身往往包含丰富的低频分量，甚至直流分量；在某些具有低通特性的有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以直接传输，即数字基带传输；而大多数信道，如各种无线信道和光信道，则是带通型的，数字基带信号必须经过载波调制，把频谱搬移到高频载波处才能在信道中传输，我们把这种传输称为数字频带传输。本章数字调制用的载波为连续正弦波，有时又称数字调制系统或数字信号的载波传输（数字频带传输）。数字调制的分类数字调制与模拟调

2、制类似，也有调幅，调频，调相三种基本形式，并派生出多种其它形式。但由于调制信号为数字形式，呈离散状态，在状态切换时，类似于对载波进行开关控制，故称作键控。如：基本形式又分二进制数字调制：2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK多进制数字调制：MASK、MFSK、MPSK、MQAM随着现代通信技术的发展，又出现了很多新型数字调制技术，如QAM、MSK、GMSK、OFDM、TCM、扩频调制等。表达式、波形、频谱(功率谱)、带宽、功率分配调制和解调方框图抗噪性能分析(可靠性，Pe)分析的思路一致，基本从三个方面进行：分析方法：§6.1二进制数字调制系统一、二进制振幅键控（

3、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。二进制符号序列可表示为s(t)=其中:Ts是二进制基带信号时间间隔，g(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲:则2ASK信号可表示为s2ASK(t)=1、2ASK信号表示式2、2ASK信号波形2ASK信号又称为通断键控信号（OOK）3、2ASK信号的功率谱与带宽其中,Ps(f)为S(t)的功率谱，它由g(t)的形状决定。这里g(t)为矩形波其由离散谱和连续谱两部分组成。离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号波形g(t)确定，二进制振幅键控信号的带宽B2ASK是基带信号波形带宽的两倍,即B2ASK=2B。根据矩

4、形波形g(t)的频谱特点，对于所有m0的整数，有＝0B2ASK=2Bs=2RB调制后信号的功率谱图：调制前信号的功率谱图：4、2ASK信号调制原理框图乘法器coswcts2ASK（t）(a)coswct开关电路s(t)s2ASK（t）(b)s(t)图(a)是模拟相乘方法实现，图(b)是采用数字键控方法实现5、2ASK信号解调原理框图⑴非相干解调（包络检波）⑵相干解调（同步检测法）cosct2ASK信号非相干解调过程的时间波形经整流经LPF经判决2ASK存在的问题由于信道衰减可能发生变化，使判决门限不能保持最佳（判决最佳门限需要随着信道衰减而变化），造成抗噪性能变差。即对

5、信道特性变化敏感。正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，信号“1”对应载波f1，信号“0”对应载波f2，则产生二进制移频键控信号（2FSK信号）。1、2FSK信号表达式二、二进制移频键控（2FSK）2FSK信号实际上就是由两个2ASK信号相加得来。2、二进制移频键控信号的时间波形s2FSK(t)=s1(t)cosω1t+s2(t)cosω2t2FSK信号的功率谱密度P2FSK(f)为3、2FSK信号的功率谱与带宽P2ＦＳＫ(f)=[Ps1(f+f1)+Ps1(f-f1)］+［Ps2(f+f2)+Ps2(f-f2)］令概率P=1/2，将二进制数字基

6、带信号的功率谱密度公式代入上式＋［δ(f+f1)+δ(f-f1)+δ(f+f2)+δ(f-f2)］相位不连续的二进制移频键控信号的功率谱由离散谱和连续谱所组成，其中，离散谱位于两个载频f1和f2处；连续谱由两个中心位于f1和f2处的双边谱叠加形成；若两个载波频差小于fs，则连续谱在fc处出现单峰；若载频差大于fs，则连续谱出现双峰。若以二进制移频键控信号功率谱第一个零点之间的频率间隔计算二进制移频键控信号的带宽，则该二进制移频键控信号的带宽B2FSK为B2FSK=

7、f2-f1

8、+2fs,如图所示。其中fs=1/Ts。相位不连续2FSK信号的功率谱示意图若两个载波频差小于

9、fs，则连续谱在fc处出现单峰；若载频差大于fs，则连续谱出现双峰。B2FSK=

10、f2-f1

11、+2fs=

12、f2-f1

13、+2RB其中fs=1/Ts=RB4、2FSK信号调制原理框图⑴调频法FMS(t)2FSK⑵键控法数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图(b)相干解调s2FSK(t)BPFw1包络检波器抽样判决器输出定时脉冲BPFw2包络检波器(a)s2FSK(t)BPFw1LPF抽样判决器输出定时脉冲BPFw2LPFcosw1tcosw2t(b)5、2FSK信号解调器原理图(a)非相干解调2FSK非相干解调过程的时间波形限