通信原理第6章-数字调制系统new

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1、第六章正弦载波数字调制系统6.1引言6.2二进制数字调制原理6.3二进制数字调制系统的抗噪性能6.4二进制数字调制系统的性能比较6.5多进制数字调制系统6.6改进的数字调制方式16.1引言实际通信中有些信道不能直接传送基带信号，必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化－－调制。本章讨论以正弦波作为载波的数字调制系统。2模拟调制与数字调制原理基本类同；不同：模拟调制是对载波的信号的参量进行连续调制，在接收端对载波信号的调制参量连续地进行估值；数字调制用载波信号的某些离散状态表征所传送的信息，在接收

2、端只要对载波信号的离散参量进行检测。因此数字调制信号也称为键控信号。3m(t)为NRZ或BNRZ码，来自数字信源，也可来自PCM、△M、加密器、或信源编码器。发滤波器、收滤器的作用同数字基带系统。本章研究各种调制解调方式的原理（以二进制为主）；系统的抗噪声性能指标；将数字基带系统的有关结论应用到数字调制系统。4调制信号为二进制数字信号时的调制方式统称为二进制数字调制，这类调制中，载波的某个参数（如幅度、频率或相位）只有2种变化状态。常见二进制数字调制方式：二进制振幅键控(2ASK)，二进制频移键控(2FSK)，二进制相移键控(2PSK)

3、。要求掌握：时域表达式、波形图；频域表达式、频谱图；调制解调器框图、调制解调器工作原理的数学描述；抗高斯白噪声的性能。56.2二进制数字调制原理6.2.12ASK（二进制振幅键控）1、2ASK信号的时域表达在2ASK中，载波幅度随着调制信号1和0的取值而在两个状态之间变化。二进制幅度键控中最简单的形式称为通断键控（OOK），即载波在数字信号1或0的控制下来实现通或断。OOK信号的时域表达式为eo(t)=anAcosωct这里，A为载波幅度，ωc为载波频率，an为二进制数字信息，an可表示为出现概率为P出现概率为1-P6一般，调制信号为具

4、有一定波形的二进制脉冲序列，可表示为Ts为调制信号间隔，g(t)为单极性脉冲信号的时间波形，an为二进制数字信息。序列an为1001时s(t)对载波信号进行调制所得的OOK的典型波形如图所示。7二进制幅度键控信号的一般时域表达式为此为双边带调幅信号的时域表达式，说明2ASK（OOK）信号是双边带调幅信号。82、2ASK产生93、2ASK频谱式中，Ps(f)为m(t)的功率密度。ASK信号的功率谱是基带信号功系谱的线性搬移，所以2ASK调制为线性调制，其频谱宽度是二进制基带信号的两倍。10OOK信号的功率谱示意图由于基带信号为矩形波，其频

5、谱宽度理论上为无穷大，以载波ωc为中心频率，在功率谱密度的第一对过零点之间集中了信号的主要功率，因此,通常取第一对过零点的带宽作为传输带宽，称之为谱零点带宽。OOK信号的谱零点带宽Bs=2fs，fs为基带信号的谱零点带宽，在数值上等于基带信号的码元速率Rs。说明OOK信号的传输带宽是码元速率的2倍。11为了限制频带宽度，可以采用带限信号作为基带信号。图给出基带信号为升余弦滚降信号时，2ASK信号的功率谱密度示意图。124、2ASK解调（1）包络检波BPF整流LPF抽样判决位同步器x(t)r(t)cp(t)e0(t)x(t)r(t)cp(

6、t)无码间串扰实际系统中x（t）迟后于eo(t)，是否有码间串扰决定于滤波器和信道的频率特性。LPF用来滤除高频，一般对码间串扰无影响13（2）相干解调BPFLPF抽样判决位同步器x(t)r(t)cp(t)载波同步cosωcte0(t)x(t)r(t)cp(t)无码间串扰r（t）与包络检波中不同，有正、负值，其它同包络检波。146.2.22FSK（二进制移频键控）1、2FSK信号的时域表达正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频点间变化，则产生二进制移频键控信号（2FSK信号）。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

7、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f1，0符号对应于载波频率f2，则二进制移频键控信号的时域表达式为15FSK波形16ω1=2πf1，ω2=2πf2，是an的反码,和an可表示为概率为P概率为1-P概率为P概率为1-P17最简单也是最常用情况，g(t)为单个矩形脉冲。2FSK信号的波形如图（a）所示，该波形可分解为图（b）和图（c）所示的波形。18定义调制指数（或频移指数）h为式中,Rs是数字基带信号的速率。2FSK信号还可以表示为设两个载频的中心频率为fc，频差为Δf即192、2FSK产生VCO相位连续模拟调频法

8、：用数字基带矩形脉冲控制一个振荡器的某些参数,可直接改变振荡频率，使输出得到不同频率的已调信号。相位不连续cosωc1tcosωc2tm(t)电子开关10数字键控法：它是用数字矩形脉冲控制电子开关，使电子开