二进制数字调制原理

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1、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声性能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第6章　数字频带传输系统返回主目录第6章正弦载波数字调制系统6.2二进制数字调制原理6.2.1二进制振幅键控（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。1、二进制振幅键控信号的表达式：设发送的二进制符号序列由0、1序列组成，发送0符号的概率为P，发送1符号的概率为1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表示为s(t

2、)=其中:an=0,发送概率为P1,发送概率为1-PTs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:g(t)=1t=nTS0其他则二进制振幅键控信号可表示为e2ASK(t)=2、二进制振幅键控信号时间波型：如图6-2所示。2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化，所以又称为通断键控信号（OOK信号）。3、二进制振幅键控信号的产生：如图6-3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。4、2ASK信号的解调：采用非相干解调

3、(包络检波法)和相干解调(同步检测法)，其相应原理方框图如图6-4所示。5、2ASK信号非相干解调过程的时间波形：如图6-5所示。图6–2二进制振幅键控信号时间波型图6-3二进制振幅键控信号调制器原理框图图6–4二进制振幅键控信号解调器原理框图图6-52ASK信号非相干解调过程的时间波形6.2.2二进制移频键控（2FSK）在二进制数字调制中，若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，则产生二进制移频键控信号（2FSK信号）。1、二进制移频键控信号的表达式：二进制移频键控信号可以看成是两个

4、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：e2FSK(t)=an=0,发送概率为P1,发送概率为1-P(6.2-6)bn=0,发送概率为1-P1,发送概率为P1）、bn是an的反码，即若an=1，则bn=0，若an=0，则bn=1。2）、φn和θn分别代表第n个信号码元的初始相位。在二进制移频键控信号中，φn和θn不携带信息，通常可令φn和θn为零。因此，二进制移频键控信号的时域表达式可简化为：e2FSK(

5、t)=2、二进制移频键控信号时间波型：见图6—63、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。图6-7是数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图,图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号控制，在一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。图6-6二进制移频键控信号的时间波形图6–7数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图4、二进制移频键控信号的解调方法：1）、模拟鉴频法2）、数字检测法3）、非相干解调方法4）、相干解调方法采用非相干解调和相干解调两种方法的原

6、理图如图6-8所示。其解调原理是将二进制移频键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号，分别进行解调，通过对上下两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。非相干解调过程的时间波形如图6-9所示。图6–8二进制移频键控信号解调器原理图(a)非相干解调;(b)相干解调图6-92FSK非相干解调过程的时间波形过零检测法解调器的原理图和各点时间波形如图6-10所示。其基本原理是，二进制移频键控信号的过零点数随载波频率不同而异，通过检测过零点数从而得到频率的变化。在图6-10中，输入信号经过限幅后产生矩形波，经微分、整流

7、、波形整形，形成与频率变化相关的矩形脉冲波，经低通滤波器滤除高次谐波，便恢复出与原数字信号对应的基带数字信号。图7–10过零检测法原理图和各点时间波形6.2.3二进制移相键控（2PSK）在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。通常用已调信号载波的0°和180°分别表示二进制数字基带信号的1和0。1、二进制移相键控信号的时域表达式e2PSK(t)=g(t-nTs)］cosωct(6.2-28)其中,an与2ASK和2FSK时的不同，在2PS

8、K调制中，an应选择双极性，即an=1,发送概率为P-1,发送概率为1-P若g(t)是脉宽为Ts,高度为1的矩形脉冲时，则有cosωct,发送概率为P-cosωct,发送概率为1-P由式(6.2-28)可看出，当发送二进制符号1时，已调信号e2PSK(t)取0°相位，发送二进制符号0时，e2PSK(t)取180°相位。若用φn表示第n个符号的绝对相位，则有0°,发送1