现代通信电源 教学课件 作者 文元美 张树群 林家薇 黄爱华07频带传输.ppt

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1、5.1引言图1频带传输系统的组成方框图5.1二进制数字幅度调制调制信号为二进制数字信号时，这种调制称为二进制数字调制。在二进制数字调制中，载波的幅度、频率或相位只有两种变化状态。5.1.1一般原理与实现方法数字幅度调制又称幅度键控（ASK），二进制幅度键控记作2ASK。二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式，最初用于电报系统，由于抗噪能力差，用得少。它是各种数字调制的基础。振幅键控(也称幅移键控)，记作ASK(AmplitudeShiftKeying)，或称其为开关键控(通断键控)，记作OOK(OnOffKeying)。二进制数字振幅键控通常

2、记作2ASK。2ASK信号可表示为：s(t)为单极性NRZ矩形脉冲序列：2ASK信号的产生方法（调制方法）图32ASK信号的产生及波形模型图4桥式调制器产生2ASK信号图5简单的三极管调幅器图62ASK信号的实现方法2ASK信号的功率谱及带宽一个2ASK信号可以表示成：设：调制信号的功率谱为Ps(f)，则已调信号的功率谱为Pe(f)：带宽为：频带利用率为：2.2ASK信号的功率谱及带宽若用G(f)表示二进制序列中一个宽度为Tb、高度为1的门函数g(t)所对应的频谱函数。Ps(f)为s(t)的功率谱密度，Pe(f)为已调信号e(t)的功率谱密度

3、，则有2ASK信号的功率谱则二进制振幅键控信号的功率谱密度P2ASK(f)为式中用到P=1/2，fs=1/Ts由图7可见：(1)因为2ASK信号的功率谱密度Pe(f)是相应的单极性数字基带信号功率谱密度Ps(f)形状不变地平移至±fc处形成的，所以2ASK信号的功率谱密度由连续谱和离散谱两部分组成。它的连续谱取决于数字基带信号基本脉冲的频谱G(f)；它的离散谱是位于±fc处一对频域冲击函数，这意味着2ASK信号中存在着可作载频同步的载波频率fc的成分。(2)基于同样的原因，我们可以知道，上面所述的2ASK信号实际上相当于双边带调幅(DSB)信

4、号。因此，由图7可以看出，2ASK信号的带宽B2ASK是单极性数字基带信号Bg的两倍。当数字基带信号的基本脉冲是矩形不归零脉冲时，Bg=1/Tb。于是2ASK信号的带宽为因为系统的传码率RB=1/Tb(Baud)，故2ASK系统的频带利用率为3.2ASK信号的解调及系统误码率二进制振幅键控信号解调器原理框图2ASK信号非相干解调过程的时间波形图92ASK信号的相干解调相干解调原理方框图如图9所示。相干解调就是同步解调，同步解调时，接收机要产生一个与发送载波同频同相的本地载波信号，称其为同步载波或相干载波，利用此载波与收到的已调波相乘，相乘器输出

5、为2ASK系统性能1、非相干解调（包络检波）的系统性能经中心频率为W0的BPF后，高斯白噪声ni(t)变为窄带高斯噪声n(t)包络检波法的系统性能分析模型n(t)可正交分解为同相分量和正交分量，即：且同相分量和正交分量均服从正态分布。即y(t)写成：经包络检波后，y(t)的包络：莱斯分布:为零阶贝塞尔函数瑞利分布:2ASK信号非相干解调的概率分布曲线若发“1”的概率为P(1)，发“0”的概率为P(0)，并且当P(0)=P(1)=1/2时，取样判决器的判决门限电平取为A/2，当包络的抽样值>A/2时，判为“1”；抽样值≤A/2时判为“0”。发“1

6、”错判为“0”的概率为P(0/1),发“0”错判为“1”的概率为P(1/0)，则系统的总误码率为实际上，Pe就是图中两块阴影面积之和的一半。x=A/2直线左边的阴影面积等于Pe1，其值的一半表示漏报概率；x=A/2直线右边的阴影面积等于Pe0，其值的一半表示虚报概率。采用包络检波的接收系统，通常是工作在大信噪比的情况下，这时可近似地得出系统误码率为式中r=A2/(2)为输入信噪比。由此可见，包络解调2ASK系统的误码率随输入信噪比r的增大，近似地按指数规律下降。2.相干解调时2ASK系统的误码率其接收带通滤波器BPF的输出为：取本地载波，则乘法

7、器输出在抽样判决器输入端得到：x(t)值的一维概率密度为：不难看出，最佳判决门限为：可以证明，这时系统的误码率为：当信噪比远大于1时，上式近似为：在大信噪比情况下，2ASK信号相干解调时的误码率总是低于包络检波时的误码率，即相干解调2ASK系统的抗噪声性能优于非相干解调系统。5.3数字频率调制5.3.1二进制数字频移键控(2FSK)1.一般原理与实现的方法图132FSK信号的产生及波形根据以上对2FSK信号的产生原理的分析，已调信号的数字表达式可以表示为二进制移频键控信号的时间波形1)直接调频法(相位连续2FSK信号的产生)图14直接调频法产生

8、2FSK信号图15相位不连续2FSK信号的产生和各点波形2)频率键控法(相位不连续2FSK信号的产生)图15相位不连续2FSK信号的产生和各点波形图1